Автоматический регулятор нагрева

-:."СИИ у ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДНИДЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл. Н 01 В 6 520 Э/07 присоединением заявк осударстаенный кометеСовета Мнннстроа СССРао делам нзобретвннйн открытнй 23) Приоритет(088,8) ллетен 5) Дата опубликования описания 17.01.78 Авторыизобретения(71) Заявител 4) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ЙАГРЕВ 2 ологи ости к техобмоток ми .изоляющей терИзобретение относится к технзлектромашиностроения, в частинологическим процессам пропитквлектрических машин специальнционными составами и их по ледумообработки (сушки) нагревом,Технологический процесс пропитки и термообработки представляет собой пропитку обмоток методом их полива изоляционными 10 лаками и термообработки токовым нагревом, Нагрев обмотки переп пропиткой и во время термообработки осуществляется включе нием ее на понижейное, но сравнению с номинальным, напряжение, В процессе пропит ки и термообработки изделие с нагреваемой обмоткой, как правило, непрерывно врашаеч ся со скоростью 30-60 об/мин на специаль ном устройстве, размещенном, например, на поворотной планшайбе, Поворот планшайбы 20 осуществляется периопически с выбранным тактом, Нагреваемая обмотка подключается к источнику питания через кольцевые токосьемники, Вращение изделия и непрерывный полив обмотки лаком не позволяют приме-25 нять датчики температуры, например, типатермопар или терморегистров для контроляи регулирования режимов нагрева,Известны устройства пля подпержаниязаданного режима нагрева по времени питанием нагреваемой обмотки стабилизированным напряжением 11,Однако нагрев по времени не позволяетосуществлять контроль температуры и, следовательно, поддерживать ее на заданномуоовне. Несоблюдение режимов нагрева приводит к некачественной пропитке и термообработке обмоток, что может стать одной иэпричин преждевременного выхода электрических машин из строя.Известны также устройства регулирования нагрева обмоток и процессе их пропитки н термообработки, где контроль температуры осуществляется мостом сопротивленияпо величине сопротивления нагреваемой обмотки 21,В ранком устройстве контроль нагреваобмоток осуществляется посрепством пернодического измерения их сопротивления мостовым измерительным устройством через3контактные кольцевые токосъемники. Нагрев в дтом, случае осуществляется неизменным, заранее подобранным и промежутках между измерениями напряжением, При этом применяется сисгемв опроса, позволяюшая одним измерительным устройством последовательно контролировать определенное количество нагреваемых. стдторов с одинаковыми сопротивлениями обмоток. Недостатком етого устройства является то, что при измерении сопротивления обмотки мостом в ее цеии оказываются контактные токосъеъеики, переходное сопротивление которых при мелом напряжении питания диагонали моста соизмеримо с сопротивлением обмотки и, кроме того, в большой степени зависит От чистоты контакфжых ИО верхиостей. Нестабильность сойротивлеиия цепи вносит большие погрешности при измерениях вслддсегвид чего заданный режим иа гревв нарушается. К нарушению эаданногь режима нагрева приводит также отсутствие автоматического учетв изменения температуры окружающей среды. Кроме того, нв пропиточных установках с такими устройсч ,вами воэможид пропитка статоров с идентичными обмоточными данными только пар-, тиями, тдк как для обмоток с различными сопротивлениями необходима перенала дка , ЙстоЧника питания и измерительного устройства. Это ограничивает. обласгь применения подобных пропщочных установок, твк квк при мелкосерийном производстве двигвгелей значительная часть времени уходит на переналадку источников питания и измерительного устройства.Белью изобретения является повышение точности регулирования и расширение функциональных воэможнос гей, 40Это достигается тем, что автоматический регулятор нагрева многопозиционных уста-новок для пропитки и сушки длектродвигателей снабжен датчиком тока в обмотках45 электродвигателей, датч иком температуры окружавшей среды, связанным с задатчиком температуры, сумматором с подключенными к его входам двумя логарифмическими функциональными преобразователями, образук шими измерительный блок и соединенными через систему опроса с датчиками тока и обмотками электродвигателей, и устройствами запоминания начальных сопротивлений обмоток, связанными через коммутатор и систему опроса с сумматором и регуляторами напряжения,На фиг, 1 представлена блок-схема автоматического регулятора нагрева; на фиг. 2 - блок-схема управления запоминающим усч ройством, выполненным нв шаговых искателях; на фнг, 3 - принципиальная электрическая схема коммутаторе.Автоматический регулятор нагрева включает в себя понижающий трансформатор 1, один полюс которого подключен к сплошной шине кольцевого токосьемника 2, расположенного на неподвижной часги пропиточносушильной установки, а второй полюс подключен к тиристорным регуляторам 3 напряжения; тиристорные регуляторы напряжения, по числу позиций нагрева пропиточно-сушильной установки, выходы которых подключены к сегментам 4, расположенных на неподвижной части установки; измери-тельный блок, состоящий из источника 5 напряжения постоянного тока, подключенного одним полюсом к шине 2, а другим через шуит 6 и ключи 7 системы опроса к сегментам 4, и сумматора 8, один вход которого через логарифмический функциональный преобразователь 9 подключен к шине 2 и сегментам 4 (через ключи 7 системы опроса), другой через логарифмический функциональный преобразователь 10 подключен к шунту 6 и третий - к запоминающему усгройству 11, а выход подключен к нуль-органу 12; запоминающие устройства 11, по числу позиций пропиточно-сушильной установки, сигналы на вход которых поступают от управлявшего устройства 13 через ключи 7 системы опроса и коммутатор 14, а выходы подключены" .один к сумматору 8 через коммутатор 14 и ключи 7 системы опроса, в друтой также через коммутатор 14, ключи 7 системы опроса и блок 15 включения нагрева к регуляторам 3 напряжения; нульорган 12, один вход которого подключен к сумматору 8, другой - к задатчику 16 температуры через ключи 7 системы опроса, а выход связан с управляющим устройством 13; задатчик 16 температуры на позициях нагрева пропиточно-сушильной установки, выход которого корректируется датчиком температуры окружаюшей среды 17; блок 15 включения нагрева, управляемый от нуль-органа 12 через управ, ляющее устройство 13 и воздействуюший нв цепи управления регуляторов 3 напряжения; систему опроса температурного состояния обмоток ствторов, состоящую из распределителя 18 и ключевых 7 устройств;коммутатор 14, представляющего собою К позиционный переключатель на М положений, где К - количество рабочих позиций пропиточно-сушильной установки (см, фиг.З), Вал ротора коммутагора 14 сочленен посредством жесткой связи с валом иланшайбы пропиточно-сушильной установки и пово- рачивается на заданный угол синхронно с ней, Через коммутатор 14 подсоединеныцепи управления оегуляторов 3 напряженияи обмотка сумматора 8 к запоминающимустройствам 11, а также запоминающиеустройства к управляющему устройству 13.Автоматический регулятор нагрева работает слепуюшим образом.После подключения обмотки спектора ктокосъемникам 19 и переноса его на нервую позицию установки посрепством поворота планшайбы, ключи 7 системы опроса 10закрывают тиристоры регуляторов 3 напряжения и подключают обмотку статора к источнику 5 питания.Папение напряжения с обмотки статора20 через ключ 7 системы опроса поступает 15на функциональный логарифмический преобразователь 9, с выхопа которого на входсумматора 8 снимается напряжение, пропорциональное РттВ, гпе Ц - падениенапряжения на обмотке статооа.20С шунта 6 на логарифмический функциональный преобразователь 10 поступает напряжение, пропорциональное току, протекавшему через обмотку статора.С преобразователя 10 напряжение, пропорциональное - Ь 2 приклапывается ко второму входу сумматора 8. В результате суммирования этих величин на выходе сумматора появляется напряжение, пропорциональноелогарифму сопротивления обмотки статора30в холопном состоянии.Это напряжение поступает иа вход нульоргана 12, на второй вход которого с запатчика 16 поступает напряжение, пропор 35циональное температуре окружающей среды,величина которото заведомо меньше напряжения на выходе сумматора. В результатена выходе нуль-органа 12 появится сигнал,который через управляющее устройство 13,40ключи 7 системы опроса и коммутатор 14поступает на вход одного из запоминающихустройств 11 пля накопления информации,Напряжение, пропорциональное накопленнойинформации в запоминающем устройстве,45снимается с опного из его выходов и черезкоммутатор 14 и ключ 7 системы опросаприкладывается к вхопу сумматора 8, гпеалгебраически складывается с напряжением,пропорциональным 1 а ц - 1 й 3, Накопле 50ние информации происходит по равенства напряжения, поступающего с сумматора 8 навхоп нуль-органа 12, с напряжением, пропорциональным температуре окружающейсре ы снимаемым с запатчика 16 темпе 955ратуры. При равенстве этих напряжений навыходе нуль-органа ситнал принимает значение, равное нулю,Процесс запомин.-.ния.(накопления информации)происхоппт слепуюшим образом: сигнал с выхода нуль-органа 12 перебрасывает чРиггер 21 (см. Фиг, 2) управляющего усройства 13 и через усилитель 22 включаеткатушку шагового искателя грубого отсчета(ШГ), От тактового генератора 23 на запрещающий вкоп триггера 21 поступает импульс, который перебрасывает триггер ьисхопное состояние. Катушка ШГ отключается и передает щетки ШГ 1 и ШГ 2 на одиншаг, Напряжение на выходе сумматора 8уменьшается на некоторую величину. Процесспередвижения щеток ШГ будет повторяться по тех пор, пока напряжение на выхопесумматора 8 не станет меньше или равнымнапряжению, поступавшему с запатчика 16,и ситнал на выходе нульоргана 12 ие станет равным нулю. Трикстер 21 переключаться не будет и с его выхопа через элементзадержки 24 поступит сигнал на усилитель25. Реле РГ включится, станет на самопитание и своими контактами отключит катушку ШГ от усилителя 22 и подключит катушку шагового искателя точного отчета ИГГ,а также ведет во входную цепь сумматора 8 дополнительное сопротивление,раснаянное на ламелях шагового искателиточного отсчета ШТ. и попготовит цепьвключения РТ.В результате вве пения пополнительногосопротивления во входную цепь сумматора 8напряжение на ецио выхопе увеличится и иавыхопе нуль-органа 12 появится сигнал,отличный от нуля, который включит катушкуШТ. Начнется передвижение щетки ШТ, какописано ранее, по принятия сигналом на выходе нуль-органа 12 нулевого значения.Аналогично описанному выше, с выходатритчера 21 сигнал через элемент выпержкивремени включит реле РТ, которое становится на самопитание и своими контактамиотключает катушки ШГ и ШТ, попает сигнал на начало работы системы опроса (распрепелителя,18) и через блок 15 включения нагрева на включение регулятора 3 напряжения,Процесс запоминания начального значения сопротивления нагреваемой обмоткиокончен. При этом в цепь управления регулятора 3 напряжения ввепеносопротивлеииеШГ 1, которое обуславливает угол открываниятиристоров, пропорциональный сопротивлению обмотки нагреваемого статора,После попачи сигнала от управлявшегоустройства 13 в систему опржа об окончании замера сопротивления обмотки статсра и его запоминания, система с запациымтактом поочередно произвапит опрос температурного состояния. обмоток нагревдемыхстаторов.Производится это слепукицим об а;.ом;по сигналу от системы опроса жпфаются. 7таристоры регулятора напряжения и обмотавка статорв подключается к истоЧнику поствянного напряжения,На первый и второй входы сумматора 8с функциональных преобразователей 9 и 1 Опоступают напряжения, пропоциональныеМикка-ЬЗ соответственно, а на третийвход от запоминающего устройства 11 подается напряжение, пропорциональное Ь Яхгде Йх - сопротивление обмотки статорав холодном состоянии.В результате на выходе сумматора появится напряжение, пропорциональное логарифму приращения сопротивления обмоткистатора в результате его нагрева. 15Это напряжение поступает на вход нульоргана 12, на второй вход которого подаетсянапряжение с задатчика 16, пропорциональное логарифму приращения сопротивления,пропорционального заданной температуре на щданной 1 позиции. Если на выходе сумматора8 напряжение будет больше, чем на выходезадатчика 16 или равно ему, что соотвечствует достижению заданной температуры,на выходе нуль-органа появится сигнал, отличный от нуля, и через триггер 21, усилитель 22 и закрытые контакты РГ поступитна блок 15 включения нагрева, который подаст команду на отключение регулятора 3.Регулятор останется отключенным до следующего опроса, Если же на выходе сумматора 8 напряжение будет меньшим заданного, что соответствует недогреву обмотки,на выходе нуль-органа 12 сигнал приметнулевое значение, по истечении временизамера регулятор 3 напряжения включитсяи будет включенным до следующего опроса. 8Запоминающее устройство той позиции пропиточной установки, с которой снят пропитанный статор, системой опроса приводитсяв исходное состояние.формула изобретенияАвтоматический регулятор нагрева, например, многопозиционных установок дляпропитки и сушки электродвигателей, содержащий регуляторы напряжения, подключенные к обмоткам электродвигателей через коллектор, и измерительный блок, связанный с задатчиком температуры, регуляторами напряжения и обмотками двигателейчерез систему опроса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулирования и расширения функциональных возможностей, он снабжен датчиком тока в обмотках электродвигателей,датчиком температуры окружающей среды,связанным с эадатчиком температуры, сумматором с подключенными к его входамдвумя логарифмическими функциональнымипреобразователями, образующими измерительный блок и соединенными через систему опроса с датчиками тока и обмоткамиэлектродвигателей, и устройствами запо-минания начальных сопротивлений обмоток,связанными через коммутатор и системуопроса с сумматором и регуляторами напряжения.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Болотников А. М, и ар. Регулируемые источники питания для установок пропитки и токовой сушки ствторов, (трудыВНИИТэлектропром, вып. 8, 1969),2, Патент ФРГ1212204, кл. 21353,589626 Уиг. д ль В, РатниковКелемеш Корректор Л. Небола . Редакто та Сове 13035,"Патент", г. Ужгород, ул. Про э 3 97/36БНИИПИ Госу Составиехред М нного комитеделам иэобМосква, Жений и , Раушс ПодписноеМинистров СГ рытий набд, 4/5