DD210144A5 - PROCESS FOR SIMULATION PROTECTION OF ELECTRIC MOTORS - Google Patents
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Abstract
Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass der zu schuetzende Motor bezueglich seines thermischen Verhaltens durch sein Waermestrom-Netzmodell ersetzt wird, dass die Waermekapazitaeten und die Waermeuebertragungswiderstandswerte des Waermestrom-Netzmodells aufgrund der bekannten Daten des Motors fuer zumindest zwei diskrete Teile des Motors bestimmt werden, und dass die Waermequellen des Waermestrom-Netzmodells bestimmt werden, indem die Stromaufnahme des Motors kontinuierlich oder schrittweise abgetastet wird, wobei aus dem Messwert der Verlust-Waermestromwert in bekannter Weise ermittelt und mit den Waermestromquellen identifiziert wird. Ferner wird die Umgebungstemperatur kontinuierlich oder schrittweise gemessen, wobei durch Ausnutzung saemtlicher Messdaten und der bekannten Anfangsbedingungen das Gleichungssystem des Waermestrom-Netzmodells geloest wird und dadurch die momentanen Werte der Knotenpunkt-Temperaturen bestimmt werden, wonach diese mit den zulaessigen Temperaturwerten verglichen werden. Bei einem Erreichen oder Ueberschreiten der zulaessigen Werte wird z.B. ein Alarmsignal ausgeloest oder der Motor abgeschaltet.The essence of the invention is that the engine to be protected is replaced with respect to its thermal behavior by its heat flow network model, that the heat capacities and the heat transfer resistance values of the heat flow network model are determined based on the known data of the engine for at least two discrete parts of the engine, and that the heat sources of the heat network model are determined by the current consumption of the motor is scanned continuously or stepwise, wherein the measured value of the loss heat flow value is determined in a known manner and identified with the heat source. Furthermore, the ambient temperature is measured continuously or stepwise, wherein by exploiting all measurement data and the known initial conditions, the equation system of the heat network model is solved and thereby the current values of the node temperatures are determined, after which they are compared with the permissible temperature values. When the permissible values are reached or exceeded, e.g. an alarm signal is triggered or the engine is switched off.
Description
15 497 5715 497 57
Verfahren zum Simulations-Schutz von ElektromotorenMethod for simulation protection of electric motors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Simulations- -Schutz von Elektromotoren.The invention relates to a method for simulation protection of electric motors.
Die häufige Ursache für eine Zerstörung von Elektromotoren ist in der Beschädigung der Isolation durch unlässig hohe Erwärmung zu sehen. Zwecks Verhinderung der überhitzung der Isolation sind verschiedene Wärmeschutzeinheiten bekannt, die nach verschiedenen Prinzipien arbeiten.The frequent cause of destruction of electric motors can be seen in the damage to the insulation caused by negligible heat. In order to prevent the overheating of the insulation, various thermal protection units are known, which operate on different principles.
Der am häufigsten verwendete, mit Bimetall ausgeführte Wärmeschutz, bewirkt im Wesentlichen eine Str-omsicherung. Mittels eines Heisstromes, der dem Motorstrom proportional ist, wird das Bimetall erwärmt und deformiert, wobeiThe most commonly used bimetal thermal protector essentially provides a current fuse. By means of a Heisstromes, which is proportional to the motor current, the bimetal is heated and deformed, wherein
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bei Erreichen des bei der Eichung eingestellten Deformationsgrades das Bimetall ein mechanisches Ausschaltgerät betätigt, das den Motor vom ¥eta trennt. Ein Vorteil dieses Bimetall-Wärmeschutzes liegt in seiner Einfachheit und Billigkeit» Nachteilig ist jedoch, daß seine thermische Charakteristik wesentlich steiler als die -Charakteri-.. stik der Motoren ist, wodurch es zumeist zu einem zu frühen Abschalten des Motors kommt. Diese Eigenschaft ist hauptsächlich bei Motoren mit veränderlicher Betriebsbelastung nachteilig. Der Motor erreicht nämlich bei einer sehr kurzen Überlastung die für die Isolation gefährliche Temperatur keinesfalls, so daß der Motor diese Überlastung ohne Beschädigung ertragen könnte, .jedoch ermöglicht dies der Motorschutz mit Bimetall nicht, weil er wegen seiner zu steilen Charakteristik die vorzeitige Abschaltung bewirkt .upon reaching the degree of deformation set during the calibration, the bimetal activates a mechanical switch-off device which disconnects the motor from ¥ eta. One advantage of this bimetallic heat protection lies in its simplicity and cheapness. "What is disadvantageous, however, is that its thermal characteristics are much steeper than the characteristics of the motors, which usually leads to an early shutdown of the engine. This property is mainly detrimental to variable load motors. The motor does not reach the dangerous temperature for the insulation at a very short overload, so that the motor could endure this overload without damage. However, the bimetal motor protection does not allow this because it causes the premature shutdown because of its too steep characteristic.
Wegen der zn frühen Abschaltung wird eine Überdimensionierung der Motoren erforderlich« Die überdimensionierten Motoren sind aber bedeutend teurer, und ihre Leistung kann nicht ausreichend ausgenutzt werden, so daß ihr Einsatz unwirtschaftlich wird.Due to the early shutdown, overdimensioning of the motors is required. "However, the oversized motors are significantly more expensive and their performance can not be sufficiently exploited to make their use uneconomical.
Die nachteiligen Eigenschaften der Motorschutzeinrichtungen mit Bimetall kann man mit durch einen eingebauten Wärmefühler versehenen Schutzlösungen beseitigen» Der eingebaute Wärmefühler ist zumeist ein Thermistor, in selteneren Fällen ein miniaturisiertes Birnetall-Sehaltelement. Diese dienen zum Erfühlen der Temperatur am Anwendungspunkt, und bei Erreichung der gefährlichen 'Temperatur bewirken sie unmittelbar oder über entsprechende Mittel die Abschaltung des Motors. Ihr Heckteil liegt darin, daß der Einbau der Fühler in herstellungstechnologischer Hinsicht einen Mehraufwand, erfordert. Dabei kann bei der Auswahl des Fühlungspunktes nicht mit genauer Sicherheit festgestellt werden, wo genau der heißeste Punkt liegt. Die Temperatur-The detrimental properties of the motor protection devices with bimetal can be eliminated with protection solutions provided by a built-in thermocouple. »The built-in thermal sensor is usually a thermistor, in some cases a miniaturized birnetall switching element. These are used to sense the temperature at the point of use, and when the dangerous temperature is reached, they cause the motor to be shut down directly or by appropriate means. Your tail section is that the installation of the sensor in manufacturing technology terms requires an extra effort. It can not be determined with accuracy when choosing the Fühlungspunktes exactly where the hottest point lies. The temperature-
geschwindigkeit des eingebauten 7/ärraefühlers und die gefühlte Temperatur weichen in Abhängigkeit von der sich beim Einbau ausbildenden thermischen Kopplungen von dem zu. schützenden Punkt in einem unbekannten Ausmaß voneinander ab. Sin weiterer !!achteil liegt schließlich darin, daß bei einer notwendig werdenden Reparatur des Fühlers der Motor auseinandergenommen und eventuell sogar neu gewickelt werden muß.The speed of the built-in sensor and the perceived temperature vary depending on the thermal coupling that forms during installation. protective point to an unknown extent. Sin Another !! Finally, it lies in the fact that when a necessary repair of the sensor, the engine must be taken apart and possibly even rewrapped.
Zwecks Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile hat man den Einbau von Fühlern nicht erfordernde analoge oder hybrid-analoge Simulations-Motorschuta-Einrichtungen entwickelt, deren elektronische Einheit aufgrund der Parameter des su schützenden Motors derart eingestellt werden können,· daß sich die Charakteristik des Schutzes der thermischen Charakteristik des Motors in dem gewünschten Ausmaß annähert. Sine bekannte Variante der Simulations-Motorschutz- -Sinrichtungen ist in der HU-PS 168.490 beschrieben. Bei dieser Lösung ist die Simulator-Sinheit ein aus elektronischen Elementen aufgebauter abstimmbarer Vierpol, der dem Modell d&e zu schützenden Motors in Form eines hybrid-analogen Vierpols entspricht.To avoid the disadvantages described above, it has developed the installation of sensors not requiring analog or hybrid-analog simulation engine protection devices whose electronic unit can be adjusted due to the parameters of the su protective motor such that the characteristic of the protection of the thermal Characteristic of the engine approaches to the desired extent. Sine known variant of the simulation motor protection devices is described in the HU-PS 168.490. In this solution, the simulator sinewave is a tunable quadrupole made up of electronic elements, which corresponds to the model d & e engine to be protected in the form of a hybrid-analog quadrupole.
Die S iinulations-Motorschut ζ-Einrichtungen stellen zur Zeit die modernste AusführungsVariante des ohne eingebauten Fühler ausgeführten Motorschutzes dar. Der abstimmbare Simulator des Motorschutzes ist der Heißpunkt-Temperatür- -Zeitfunktion des zu schützenden Motors ausreichend weit angenähert, wobei dieser eine der Motorstromaufnähme proportionale Eingangsspannung bildet. Der praktischen Realisierung der Absttmmungswert e sind jedoch durch die diskrete Wertgrense der passiven Stromsehaltelemente Grenzen gesetzt, wodurch, ein Kompromiß erforderlich wird. Jeder Simulations- -Motorschutz kann außerdem nur dem Schutz eines einzigen Motors dienen.The modular motor protection devices are currently the most advanced version of motor protection without a built-in sensor. The tunable motor protection simulator is sufficiently close to the hot-spot temperature / time function of the motor to be protected, with an input voltage proportional to the motor current consumption forms. The practical realization of the Abstmmmungswert e, however, are limited by the discrete value size of the passive Stromsehaltelemente limits, which, a compromise is required. In addition, each simulation engine guard can only serve to protect a single engine.
Ziel der Erfindung:Object of the invention:
Mit der Erfindung soll ein verbessertes Simulationsschutzverfahren bereitgestellt werden, bei dem der obengenannte nachteilige Kompromiß nicht erforderlich ist und eine Vorrichtung zum Schutz mehrerer Motoren dienen kann.It is an object of the invention to provide an improved simulation protection method in which the above disadvantageous trade-off is not required and a device for protecting a plurality of motors can serve.
Das digitale Verfahren zum Simulations-Motorschutz gemäß der Erfindung ermöglicht die Beseitigung der erwähnten beiden störenden Nachteile. Die Erfindung betrifft also ein Simulations-Wärmeschutz-Verfahren für elektrische Maschinen, bei dem die Anordnung erfindungsgemäß so getroffen ist, daß der zu schützende Motor bezüglich seines thermischen Verhaltens durch sein Wärmestrom-Fetzmodell ersetzt wird, wobei die Wärmekapazität und die Wärmeübertragungswiderstandswerte, des Wärmestrom-Hetzmodells aus den Daten des zu schützenden Motors nach Aufteilung des Motors in diskrete Abschnitte in an sich bekannter Weise berechnet werden, Die Wärmequellen, die Stromaufnahme des Motors werden entweder kontinuierlich oder schrittweise gemessen, und aus &en Meßwerten werden in vorgegebenen Zeitperioden, z.«B. alle 10 see, die erhaltenen Meßwerte an bekannter Weise identifiziert. Desweiteren wird auf der Basis der kontinuierlich oder schrittweise gemessenen Umgebungstemperatur die Gleichung des Warmestrom-Hetsmodells gelöst, und die Knotenpunkte_--Te2iperaturwerte werden berechnet, wobei zur Losging dieser Gleichung als Anfangskoeffizienten die vorher erfaßten Snotenptuikte-Temperattirwerte- verwendet werden. Die erfaßten Knotenpunkt-Temperaturen oder einige ausgewählte Werte derselben (z.3. stets der höchste Wert) werden mit den zulässigen Temperatnrwerten verglichen, und falls der erfaßte Wert (oder einer dieser Werte) größer als der zulässige. Wert ist, wird ein Befehl sum Abschalten des Motors gegeben.The digital simulation engine protection method according to the invention enables the elimination of the two aforementioned disadvantages. The invention thus relates to a simulation heat protection method for electrical machines, in which the arrangement according to the invention is made such that the engine to be protected is replaced with respect to its thermal behavior by its heat flow-Fetzmodell, the heat capacity and the heat transfer resistance values, the heat flow are calculated Hetzmodells from the data of the protected motor by dividing the engine into discrete portions in a known manner, the heat sources, the current consumption of the motor are measured either continuously or stepwise, and from & en measured values are at predetermined time periods, e.g., "B , every 10 years, the measured values obtained are identified in a known manner. Furthermore, based on the continuously or stepwise measured ambient temperature, the equation of the heat flow hets model is solved, and the nodes _-- Te2iperaturwerte are calculated using the previously acquired Snotenptuikte Temperattirwerte- to Losging this equation as an initial coefficient. The sensed node temperatures, or some selected values thereof (always the highest value, z.3) are compared with the allowable temperature values, and if the sensed value (or one of these values) is greater than the allowed one. Value is given a command sum off the motor.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird statt der Umgebungstemperatur die Temperatur eines äußeren Oberflächenpunktes, z.B. an der Stator-Umhüllung oder am Gehäuse gemessen, oder es wird die Temperatur der Oberfläche gemessen« In diesem Falle wird für den entsprechenden Punkt des Wärmestrom- -Ketzmodells die Berechnung der oben erwähnten Werte als Grenzbedingung erster Ordnung realisiert, wobei die Berechnung in der bereits beschriebenen Weise durchgeführt wird. Zur Realisierung und Durchführung der Steuerung wird zweckmäßig ein digitaler Rechner, zweckmäßig ein Mikroprozessor verwendet. Dieser Mikroprozessor löst die Gleichung, die das Wärmestrom-Hetzmodell beschreibt, wobei der Mikroprozessor oder die Mikroprozessoren zur Steuerung des Verfahrens programmiert sind, und zwar derart, daß diese gleichzeitig den Schutz von mehreren Motoren versehen können. Dies wird derart realisiert, daß die Daten der zu schützenden Motoren im Speicher des Mikroprozessors in an sich bekannter 7/eise gespeichert werden, und die Kontrolle der einzelnen Motoren in den Kontroll-Zeitintervallen, z.B. alle 10 see derart gesteuert wird, daß das Verfahren schrittweise, also .je Motor wiederholt, durchgeführt wird, und daß bei einem jeden Motor die erfaßten Meßwerte bei der letzten Kontrolle bis zur nächsten Kontrolle gespeichert werden, und zwar einschließlich der Meßdaten für die Stromaufnahme der einzelnen Motoren, bzw. der aus diesen Werten berechneten Parameter der Wärmequellen« 7/eiterhin werden die Umgebungstemperatur der einzelnen Motoren und/oder die für die Oherflächentemperatür derselben bei der letzten Kontrolle erhaltenen Werte gespeichert»In a modified embodiment of the method according to the invention, instead of the ambient temperature, the temperature of an outer surface point is measured, for example on the stator casing or on the housing, or the temperature of the surface is measured. In this case, for the corresponding point of the heat flow type model the calculation of the above-mentioned values is realized as a first order limit condition, the calculation being carried out in the manner already described. For the realization and implementation of the control, a digital computer, suitably a microprocessor is expediently used. This microprocessor solves the equation describing the heat flow rate model, wherein the microprocessor or microprocessors are progra mm for controlling the process, in such a way that they can simultaneously provide the protection of multiple motors. This is done so that the data of the motors to be protected are stored in memory of the microprocessor in a manner known per se, and the control of the individual motors in the control time intervals, for example every 10 seconds, is controlled so that the method is incremental , ie .jeje engine repeated, is performed, and that for each engine, the detected measured values are stored at the last control until the next control, including the measurement data for the current consumption of the individual motors, or calculated from these values "the ambient temperature of the individual motors and / or the erflächentemperatür for Oh the same values obtained in the last control are 7 / eiterhin stored" heat sources
Beim letzen Verfahrensschritt werden vom Mikroprozessor die erfaßten Temperaturwerte mit den zulässigen Temperaturwerten verglichen, und falls ein Temperaturwert höher als der berechnete Wert ist, wird an die Steuereinrichtung zwecks Ausschaltung des Motors ein Steuersignal geliefert.In the last step, the microprocessor compares the detected temperature values with the allowable temperature values, and if a temperature value is higher than the calculated value, a control signal is sent to the controller to disable the motor.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung weist alle Vorteile des Simulations-Schutz;es auf. Gleichzeitig ist die erfinderische Lösung bezüglich der Abstimmung wesentlich vorteilhafter, weil keine Sinsehränkungen vorliegen, Perner ist die neue Lösung wirtschaftlicher, da eine einzige Einrichtung zum gleichzeitigen Schutz mehrerer Motoren verwendet werden kann.The method according to the invention has all the advantages of simulation protection. At the same time, the inventive solution to tuning is much more advantageous because there are no sinusoidalities. Perner, the new solution is more economical since a single device can be used to simultaneously protect multiple motors.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU184882A HU186524B (en) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | Method for simulation protection of electric motors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD210144A5 true DD210144A5 (en) | 1984-05-30 |
Family
ID=10956500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD24884883A DD210144A5 (en) | 1982-06-08 | 1983-03-16 | PROCESS FOR SIMULATION PROTECTION OF ELECTRIC MOTORS |
Country Status (2)
Country | Link |
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DD (1) | DD210144A5 (en) |
HU (1) | HU186524B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4038198A1 (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-02 | Brose Fahrzeugteile | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING AND / OR REGULATING THE TEMPERATURE OF ELECTRICAL OR ELECTRONIC COMPONENTS OR ASSEMBLIES |
-
1982
- 1982-06-08 HU HU184882A patent/HU186524B/en not_active IP Right Cessation
-
1983
- 1983-03-16 DD DD24884883A patent/DD210144A5/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4038198A1 (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-02 | Brose Fahrzeugteile | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING AND / OR REGULATING THE TEMPERATURE OF ELECTRICAL OR ELECTRONIC COMPONENTS OR ASSEMBLIES |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU186524B (en) | 1985-08-28 |
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