Способ тепловой защиты электродвигателя следящей системы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пц 970550(22) Заявлено 05, 01. 81 (21) 3229725/24-07с присоединением заявки Мо -(Д)м Кз Н 02 Н 7/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 301082. Бюллетень М 40 533.УДК 621. 316. .925(088.8) Дата опубликования описания 30.10.82(54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫИзобретение относится к способам защиты электрических двигателей следящей системы, например нажимных винтов клетей прокатного стана, осуществляющим:предотвращение перегрузки двигателя по току, и может быть использовано в позиционных системах автоматического регулирования, в частности в прокатном производстве.По основному авт. св. Р 790064 известен способ Г 1 1 тепловой защиты электродвигателей, предотвращающий недопустимый перегрев электродвигателя, работающего от управляющего воздействия случайного характера, без изменения пускового тока или его отключения.В этом способе измеряют, возводят в квадрат и интегрируют во времени ток электродвигателя, сравнивая полученную величину среднеквадратичного тока с предельной регулируемой величиной, и при превышении среднеквадратичного тока над последней воздействуют на режим работы электродвигателя, дополнительно из" .меряя заданный интервал времени работы электродвигателя, и изменяют величину первоначально установленной зоны нечувствительности регулятора,в Функции измеренных среднеквадратичного тока и времени работы электродвигателя по закону, определенному сФормулой и иск ь(.1) 30 где С - текущее значение зоны нечувствительности регулятора следящей системы, мм; Ж " первоначально установлено ное значение зоны нечувствительности регулятора, мм; 3 н - номинальный (заданный)ток электродвигателя, А; 20 ск " среднеквадратичный токэлектродвигателя, А; Т - время работы электродвига- Ь теля за заданный интервал измерения Т , с. Приведенная зависимость (1) эоны нечувствительности регулятора от ее начального значения, среднеквадратичного тока двигателя и времени включения в достаточной степени достоверна только для укаэанного режима и может давать значительну(7) 60 Откуда погрешность при изменении режима работы электропривода. Погрешность вопределении величины зоны нечувствительности регулятора, сопровождающейсверхквадратичному току, равному номинальному (заданному), может появляться и за счет других причин, например измерения с различной точ,ностью оценок случайных процессов.Допустим, что по технологическим со"ображениям и статическим исследованиям режима работы электродвигателявыбрана начальная зона нечувствительности регулятора Ж и э= й 1 к.о) Ф1 Эн , тогда по зависимости (1) (илииной зависимости) определяется де = 15= Эс Х Эн,Тэ,Т,), ПРИЧЕМ УтВЕРжДается, что Ск,(Э 1 ) - н . (2)Однако по ряду указанных выше при чин тождество (2) может нарушитьсяи тогда ск -н (3)25В этом случае необходимо скоррек" тировать величину зоны нечувствительности ж, так как двигатель будет работать не в оптимальном тепловом режиме, что приведет или к преждевременному износу двигателя (изоляции), или к недоиспользованию двигателя по моменту (мощности).Цель изобретения - повышение точности тепловой защиты в процессе ра боты электродвигателч.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу тепловой защиты дополнительно в заданные интервалы времени измеряют величину средне квадратичного тока двигателя, сравнивают его с заданным номинальным значением тока и со среднеквадратичным значением тока двигателя, измеренным при начальной зоне нечувствительности регулятора, и при отклонении его от заданного,номинального значения изменяют зону нечувствительности регулятора на величину, определяемую по формуле до тех пор, пока разность между заданным номинальным током и измеренным в последнем интервале значением среднеквадратичного тока не уменьшится (по абсолютному значению) до заданного минимального значения, ГДЕ Ьжп Сп-фп. .х" эона нечувствительностирегулятора в (и)-ом интервале измерения ЗЕ - первоначально установленная зона нечувствительности регулятора;3 - значение среднеквадратичскного тока двигателя в(и) -ом интервале;7 н - начальный ток двигателя;Э - значение среднеквадратичС"оного тока двигателя приначальной зоне нечувствительности регулятора.На фиг, 1 и 2 приведены зависимос 1 ти (произвольные), поясняющие предла- гаемый способ (пунктиром - зависимость формализованная, сплошной линией " фактическая для. конкретного режима работы двигателя и фактического случайного воздействия),Графики на фиг. 1 и 2 поясняют порядок определения уточненных значений эоны нечувствительности регуляторов. При начальной установленной зоне нечувствительности Хо за заданное время Тц определяется значение среднеквадратичного тока Э = 3Ск и по зависимости (1) определяетсЯ значение эС , при котором величина среднеквадратичного тока изменяется в сторону приспособления к заданному значению (в частности, к 3 н ).По формуле (1) величина среднеквадратичноготока должна равняться НОМИНаЛЬНОМУ ПРИ Ж = Ж 1, Т Е зск=зн На графике (фиг. 1) это соответствует точке 1. Однако фактически это может соответствовать и точке 1 (фиг. 1) и тогда необходимо дальнейшее изменение зоны нечувствительности ь с Целью пРиближениЯ Эск к заданному значению.Проведем секущую через точки О и 1 и иэ подобия треугольников определяемС К )СК н ско ", (5)еоОткуда н скфа эСк ско 1илиЭ -ЭН СкЬЖ = эе -С =. фо )1 1 ск скоИзмеряя среднеквадратичный ток двигателя при зоне нечувствительности регулятора а. (фиг, 2), определя- ем н скйЖ- с-(ф 2-о)1 (Э)СК СКпричемск н скНа основании зависимостей (6) и (8) получаем общее выражение для корректировки эоны нечувствительности регуляторанась жпЭ э (9)ск . ско пн ска д Ж и= ф и с -1 эско сп Сходимость итерационного процесса подтверждается теорией вычисли" тельных методов.Для проверки способа проведены экспериментальные исследования на электроприводе нажимных винтов стана 1700 горячей прокатки Карагандинского металлургического комбината.Двигатель нажимных винтов типа ДП. Номинальный ток двигателя Эн 440 А, начальная зона нечувствительности регулятора р 0,01 мч.При работе системы с начальной зоной нечувствительности измерена величина среднеквадратичного тока Эско 500 А.Изменив зону нечувствительности устанавливают ее равной ж 0,07 мм.Среднеквадратичный ток йри этой зоне нечувствительности уменьшается и стает равным Эс 200 А.По зависимости (4) определяем величину коррекции зоны нечувствитель- ности=- р 0 (0,01-0,07) = -0,048 (мм) Х = Зс, + дх, = 0,07-0,048 = 0,022 (мм)Величина измеренного при зоне нечувствительности ж 0,022 мм среднеквадратичного тока двигателя равна ск 400 А.По з ависимости (4) опредедяем величину коррекции эоны нечувствительности на следующем шаге ду- -(1 - 0,022) - 0,0048 (мм)440 - 400 Изменив зону нечувствительности.на дж и установив ее равной аз: гс + да= 0,022-0,0215 (мм), замеряем величину среднеквадратичного тока двигателя при работе привода с этой зоной нечувствительности ск 430 АЪо зависимости (4) определяем величину коррекции зоны нечувствительности (на третьем шаге коррекции) н ск("о-"З)=Ьск скЪ10 440 - 430--(О 01-0 0215) Изменив зону нечувствительностирегулятора и установив ее равной де 4 = зеь. + д зе = 0 0215 - Оу 00164 = 0,01986 (мм) узамеряем среднеквадратичный ток дви" гателя. Величина его оказывается близка к номинальному значению, т.е,ск 440 А.технико-экономическим преимущест. вом предлагаемого способа являетсято, что он расширяет функции известного, позволяя добиваться оптимального теплового режима двигателя пу тем адаптации защиты при изменении 30 режима работы двигателя, что увеличивает срок службы электродвигателя, его загрузку и косвенно влияет на повышение производительности агрегата и качество выпускаемой продукции, 35 Способ тепловой защиты электро О двигателя следящей системы поавт. св. Р 790064, о т л и ч а ющ и й с я, тем, что, с целью повышения точности тепловой защиты впроцессе работы электродвигателя, 45 дополнительно в заданные интервалывремени измеряют величину среднеквадратичного тока двигателя, сравнивают его с заданным номинальным значением тока и со среднеквадратичнымзначением тока двигателя, измереннымпри .начальной зоне нечувствительности регулятора, и при отклонении егоот заданного номинального значенияизменяют зону нечувствительности регулятора на величину определяемую 55 по формуле Э -Эн ск.,дйн " (со сп)ско ск до тех пор, пока разность между заданным номинальным током и измерен.нью в последнем интервале значением 65 среднеквадратичного тока не умень 970580(последнем интервале измерения); 0 г - первоначально установленная зона нечувствительности регулятора,Э- значение среднеквадратичного тока двигателяв п)-ом интервалепоследнем интервалеизмерения);Э - значение среднеквадратичкдного тока двигателя приначальной зоне нечувствительности регулятора;Э - начальный ток двигателя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 790064, кл. Н 02 Н 7/08, 1979.4 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна аказ 8413/69 Тираж бб 9 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва; Ж, Раушс