Тепловая модель электродвигателя

(1955332 Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 30.08.82. Бюллетень32Дата опубликования описания 05.09.82 по делам взовретений и открытий(72) Автор изобретения А. М. Литвиненко ЪВБЛЫВоронежский политехнический институт(54) ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к электроприводам, в частности к системам, использующим тепловое токоограничение или иную термоком пе нса ци ю.Известна физическая модель электродвигателя, представляющая собой дополнительную секцию якоря с участком уменьшенного сечения, расположенную. в междуполюсном пространстве 111.Однако известное устройство сложно в изготовлении, так как связано со специальными конструктивными мероприятиями по размещению дополнительной секции в межполюсном пространстве.Наиболее близкой к предлагаемой является тепловая модель электродвигателя, содержащая датчик температуры и намотанную на каркас обмотку, введенную в качестве добавочного сопротивления в цепь нагрузки электродвигателя. Эта обмотка размещается в корпусе электродвигателя в выходящем из машины потоке охлаждающего воздуха 12.Недостатком данного устройства является то, что оно может осуществлять лишь сезонную температурную компенсацию и не может быть рекомендовано для компенсации в течение рабочего цикла, поскольку теплопроводность воздуха, выбранного в качестве промежуточного теплоносителя, на несколько порядков ниже теплопроводностимеди обмотки и термосопротивления. Кроме5 того, температура воздуха является интегральной и не несет информации о теплораспределении отдельно в меди и стали якоря,что усложняет тепловой расчет устройства,снижает надежность и точность температурной компенсации,Цель изобретения - повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем, чтообмотка выполнена в виде двух цилиндрических секций, размещенных на каркасах15 с общим осевым каналом, внутри одного изкаркасов размещена ферромагнитная втулка, а датчик температуры помещен в общийосевой канал каркасов с возможностью фиксированного перемещения.На чертеже показана предлагаемая тепловая модель электродвигателя, продольный разрез.Тепловая модель электродвигателя состоит из двух теплоизоляционных торцовыхкрышек-кожухов 1, двух цилиндрическихформула изобретения 3каркасов 2 и 3, причем каркас 3 больше каркаса 2 по диаметру, но имеет одинаковую с ним толщину, ферромагнитной втулки 4, вставленной в каркас 3, датчика 5, помещенного в общий осевой канал 6, катушки 7, надетой на каркас 3 с ферромагнитной втулкой, катушки 8, надетой на каркас 2, и теплоизоляционного кожуха 9, Датчик 5 вставлен в канал 6 с минимальным зазором, что обеспечивает его фиксацию, Катушки 7 и 8 подключены к датчику тока нагрузки - трансформатору тока, установленному в цепи обмотки статора электродвигателя переменного тока, или в цепь питания тиристорного преобразователя двигателя постоянного тока.Модель работает следующим образом.Включение катушек в цепь трансформатора тока приводит к их нагреву вследствие потерь. При этом если у катушки 8 имеются только потерив меди, то у катушки 7,. кроме того, имеются и потери в стали (на гистерезис и вихревые токи), суммирующиеся с потерями в меди катушки 7. Оба вида этих потерь наряду с потерями в катушке 8 своим действием повышают температуру в осевом канале 6. Это повышение воспринимается датчиком 5 и передается в измерительную цепь и далее на регулятор. Известно, что температура электродвигателя любого типа является результатом действия как потерь в меди, так и потерь в стали, причем постоянные времени нагрева стали и меди машины различаются в 8 - 10 раз. Такой нестационарный процесс нагрева и моделирует предлагаемое устройство, В частности, катушка 8 без ферромагнитного сердечника моделирует потери в меди, а катушка 7 с сердечником моделирует потери в стали. Таким образом, сигнал с датчика температуры несет информацию как о температуре меди, так и о температуре стали машины. Далее сигнал поступает на вход регулирующего органа - блока токоограничения, узла задания или на какие-либо иные устройства, которые предназначены для дальнейшего преобразования сигнала. При этом при равенстве потерь в меди катушки 8 и в меди и стали катушки 7, т.е, при одном уровне перегрева, при условии равенства теплоотдачи, имеется возможность регулировать характер временной зависимости выходного сигнала. В частности, путем фиксированного перемещения датчика 5 по каналу 6 достигается тепловой контакт датчика или с катушкой 8, или с сердечником 4, или и с катушкой и с сердечником одновременно. Постоянная нагрева в случае контакта с катушкой 8 будет меньше, чем в случае контакта с сердечником, поскольку время прогрева изменится. Это изменение связано с различными тепловыми сопротивлениями системы катушка 8 - канал 6 - датчик 5, с одной стороны, и системы катушка 7 - сердечник 4 - канал 6 - датчик 5, с Другой. Дополнительными измеряемыми факторами, влияющими на параметры модели, являются качество шихтовки, толщина теплоизолированных кожухов и степень закрытия катушек тепло- изолированными кожухами,К преимуществам предлагаемого изобретения относятся простота реализации и надежность в работе, Введение датчика, помещенного в осевой канал с возможностью фиксации, позволяет регулировать постоянные времени нагрева, что увеличивает точность моделирования, В конечном итоге это улучшает характеристики электропривода, повышает качество продукции.25 Тепловая модель электродвигателя, содержащая датчик температуры и намотан ную на каркас обмотку, введенную в качестве добавочного сопротивления в цепь нагрузки электродвигателя, отликающаяся тем что, с целью повышения точности моделирования, упомянутая обмотка выполнена в виде двух цилиндрических секций, размещенных на каркасах с общим осевым каналом, внутри одного из каркасов размещена ферромагнитная втулка, а датчик температуры помещен в общий осевой канал каркасов с возможностью фиксированного перемеще В ния,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР379952, кл. Н 02 Н 7/085, 1972.45 2, Ключев В. И. Ограничение динамических нагрузок электропривода, М., Энергия,1971, с, 160 - 161.Составитель А. ВоинТехред А. БоикасТираж 669 в актор Л. Гораз 6461/67В етник 1130илиал ИИПИ Государственного по делам изобретений6, Москва, Ж - 35, РауППП Патент, г. Ужго коми и о 1 шская од, у Корректор Г.Подписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4