Способ измерения температурных ва-риаций параметров электроприводов

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистическии Республик(22) Заявлено 2%0679 (21) 2786140/24-07с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 360781 бюллетень йф 28Дата опубликования описания 300781 Государетаеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВАРИАЦИЙ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВИзобретение относится к контроль- но-измерительной технике, в частности к определению температурных вариаций параметров электроприводов.В данном случае под параметрами понимаются в первую очередь активное и реактивное сопротивление главной цепи, изменение которых под действием окружающей среды и внутренних тепло- потерь приводит к соответствующему изменению тока в цепи даже при работе на постоянную нагрузку, а также к измерению частоты вращения. Изменение вторичных параметров (тока и частоты вращения) вызваны тем, %то из-за иэ менения сопротивления главной цепи двигатель работает фактически на иной искусственной характеристике, чем та, которая рассчитана для нормирующей температуры (обычно 75 оС). 20Все эти изменения можно промоделировать специальным устройством - тепловой моделью электродвигателя, которое с определенной погрешностью может формировать сигнал, пропорциональный температурным изменениям сопротивления силовой цепи(как обмотки якоря, так и цепей преобразователя).Это позволяет реализовать достаточно простые и эффективные системы управления по 30 возмущению. Однако для их реализации необходимо располагать информацией об исходных значениях термозависимых параметров, характере их изменения в зависимости от нагрузки, температуры привода.В общем случае электрические параметры электропривода (сопротивление, ток, напряжение), а также температура измеряются известными метс 1- дами техники измерений (1.Нецостатком такого метода является его принципиальная неточность, вызванная тем, что теплораспределение, а следовательно, и вариации параметров машин в существенной степени за- висят от нагрузки.Показано, что от нагрузки зависят пцтери в меди и стали, коэффициент теплоотдачи (21. С другой стороны, практически не существует нагруэочной машины, параметры которой не зависят от температуры. Это вносит значительную погрешность в результат измерения.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ измерения температурных вариаций параметров электроприводов путем приведения их воА Ао фК,где (с+Жхх к 4 и дАхх дхх ЗО А - искомое значение параметра;М - коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты вра-,щения,с - температура привода в "устано,вившемся режиме,знак фплюс" берется в случае восходящего, а знак "минус" - в случае нисходящего характера зависимости параметра от температуры.На фиг. 1 и 2 изображена зависимость коэффициента пропорциональности между параметром и температурой,с одной стороны, и частоты вращения 45с другой. Эта зависимость построенав координатных осях, где по линииординат отложено значение коэффициента, по абсциссе " значение частотывращения (фиг 1 и. Юстрирует нисходящий, фиг. 2 - восходящий характерзависимости) .Следует оговорить, что привод имеет две группы параметров, зависящихот температуры: первичные и вторичные Под первичными понимается сопротивЛение электрической цепи, индуктивность, магнитное сопротивление,проводимость изоляции. К числу вторичных параметров относятся ток, напряженке как в главной цепи, так и в щцепи возбуждения, зависящие от вторичных параметров. Предлагаемый способ может быть применен как для первичных, так и для вторичных параметров. б 5 вращение, нагрузки, измерения скорости вращения и изменения искомого параметра за определенный интервал времени 3.Наличие вращающегося контакта в измерителе уменьшает точность измерения.Цель изобретения - повышение точности и достоверности.в определении температурных вариаций параметров.Поставленная цель достигается тем, 0 что измерения производят в режиме холостого хода и короткого замыкания привода измеряют начальное значение параметра Ао холодной машины и величину и знак изменения параметра при нагреве машины до установившейся температуры в режиме короткого замыкания дА З и в режиме холостого хода дА ., время установления этих изменений соответственно дк.з, и ЬГ , скорость вращения при хо лостом ходе пхха изменение искомого параметра для заданной скорости вращения определяют по формуле Способ осуществляется следущимобразом,Сначала определяются параметрымашин (привода) в исходном состояниипри температуре окружающей среды ихорошо просушенной изоляции А О . Ктаким параметрам можно отнести, собственно, только сопротивление, взаимоиндуктивность и индуктивность якорной цепи, остальные (вторичные) проявляются только при работе машины.После определения параметров производится включение машины на холостомходу. Значение тока или других вторичных параметров после, протеканияэлектромагнитных и электромеханических переходных процессов принимаютсяза начальные значения вторичных параметров А . Далее при работе машиныпроисходит выделение тепла, воздействующее на параметры, которые изменяют свои значения вследствие нагрева, Должно быть зафиксировано устойчивое изменение,Для этого времяработы машины должно составлять неменее трех постоянных времени нагревасамого массивного элемента машины.Практически можно считать температурный режим установившимся, если в течение часа температура изменяется неболее чем на один грацус.Необходимо фиксовать температурумеди, стали, статора, желательно измерить и температуру ротора, однако.это технически достаточно сложно.После прошествия необходимого времени нужно зафиксировать вторичные параметры и их изменение дА хх за время ь "хх , отключить машину и какможно быстрее измерить первичные (сопротивление, индуктивность) параметры, когда искажения температурногополя относительно невелики. В этомслучае, кроме того, можно применятьлогарифмическую экстраполяцию результатов измерений.После первого опыта машина должнаполностью остыть до первоначальнойтемпературы. Затем приступают ко второму опыту (короткого замыкания) . Валдвигателя надлежащим образом закрепляется наподвижно, а к зажимам подводятся пониженное напряжение, обеспечивающее в первый момент времениноминальный ток (обычно 10-25 отноминала) . Величина этого напряженияопределяется заранее. Выдержка времени дГк,з и контроль температурыи изменения параметра ЬА к, произво=дим аналогично первому опыту Результат опыта отражается в соответствующем документе.Обычно из-за более интенсивноготемпературного режима изменения вовтором случае более явно выражены,чем в первом.После получения списков необходимых вариаций, можно переходить к обработке информации, в частности к оп851 ббо Предлагаемый способ определения термовариаций параметров по опыу термовариационного холостого хода и короткого замыкания учитывает измене к ние соотношения между потерями в меди и стали при максимальной и нулевой частоте вращения; возможность нагрева до любых температур при отсутствии специальных устройств не тре бует запуска рабочего механизма. Кроме того, способ характеризуется про;стотой реализации и быстротой опыта,Формула изобретения Способ измерения температурных ва-,,риаций параметров электропрнводов путем приведения ик во вращенйе, нагруэ,ки, измерения скорости вращения и изменения искомого параметра эа определенный интервал времени, о т л ич а ю щ в й с я тем, что, с цельюповщаения точности, измерения производят в режиме холостого хода и ко"роткого замыкания привода, измеряютначальное значение параметра Ар холодкой машины и величину и знак изменения параметра прн нагреве маши"ны до установившейся температуры вРежиме коРоткого замыканиЯ дАк,э, ив режиме холостого хода ААчхвремя установления этих измененийсоответственно дкэд,"х ескорость вращения при холостом хоДеи , а изменение искомого параметрадля заданной скорости вращения определяют по формулеА =Ао М, где"минус" рв АА О. КХК к э+ к хх кз ичъ Значение и задается техническим заданием или определяется по продол жителъности включения для заданной циклограммы. По определенному давным способом значению к находится изменение параметра при помощи приведенной,выше зависимости. ФЭ ределению зависимостей отображающихсвязь вариаций и температур. Температурные изменения параметра А опи-.сывают формулойА =А р+К ргде А - искомое изменение (вариация) 5параметра,Ар - значение параметра при нормирующей температуре,к - темйературный коэффициент,ктемпература. 1При этом предполагается, что вариации параметров обусловлены первойстепенью изменения номенклатуры. Кроме того, сам коэффициент к претерпе-вает иэменени ., обусловленные вариацией коэффициента теплоотдачи в зависимости от частоты вращения. Такимобразом имеем" к.э. д " дххкэ, 26 Значения этих коэффициентов отлоб фены на графиках фиг. 1 в случае возрастания коэффициента н фиг. 2 в случае убывания. И в этом и в другом случае точка А характеризует режим (опыт) короткого замыкания, когда частота Вращения равна нулю, а точка С - режим холостого хода, когда частота вращения максимальна. Некоторое промежуточное положение характеризует 30 точка В. Из подобия треугольников АВЕ .и АДС, для случая, показанного на фиг. 1 имеемКк,ъ-" Ккэ. "хх 33Фи пчч а для случая, иллюстрируемого фйг. 2 к.,кк кгде и - заданное значение частоты вращения, для которой нужно опреде лить изменение параметра,пХх - скорость опыта холостого хода после прошествия тепловых процессов.Обобщая вышеприведенные зависимос.ти, имеемИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения, И., 1 Энергияф, 1968.,2. Филиппов И.Ф.Основы, теплообмена в электрических машинах.Л , "Энергияф, 1974.3. Гуревйч Э.И. Теплотехническиеиспытания и исследования электричес ких машин. Л., фЭверцяф, 1977.851660 рректор Е. Рошк одписно Закаэ 63828 И/5 113 ПП или актор Л.Пчелинск оставитель В.Никанороехред Т,Маточка Тираж 730 сударственного комитета С делам иэобретений и откры Москва, Ж, Рауюская на атент, г. Ужгород, ул. Проект