SU1365226A1 - Method of thermal protecting of electric motor of follow-up system - Google Patents
Method of thermal protecting of electric motor of follow-up system Download PDFInfo
- Publication number
- SU1365226A1 SU1365226A1 SU864047133A SU4047133A SU1365226A1 SU 1365226 A1 SU1365226 A1 SU 1365226A1 SU 864047133 A SU864047133 A SU 864047133A SU 4047133 A SU4047133 A SU 4047133A SU 1365226 A1 SU1365226 A1 SU 1365226A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- signal
- current
- motor
- averaging
- setpoint
- Prior art date
Links
Landscapes
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть применено, в частности, дл заптиты электродвигателей посто нного тока след щих систем . Целью изобретени вл етс повьшение надежности путем обеспечени непрерывного контрол теплово- го состо ни двигател и повышение точности. Результат апериод ического . усреднени квадрата тока, отражающий тепловое состо ние двигател , сравниваетс с верхним уровнем уставки и формируетс сигнал на отключение сигнала управлени защищаемого двигател . При последующем снижении температуры двигател до уровн нижней уставки производитс повторное автоматическое включение сигнала управлени . При необходимости сохранени управлени двигателем в режимах перегрузки возможен вибрационный режим. 3 ил. (ЛThe invention relates to electrical engineering and can be applied, in particular, for electric motors of direct current of follow-up systems. The aim of the invention is to increase reliability by ensuring continuous monitoring of the thermal state of the engine and improving accuracy. Result aperiodic. the averaging of the current squared, reflecting the thermal state of the motor, is compared with the upper setpoint level and a signal is generated to turn off the control signal of the protected motor. When the engine temperature is subsequently lowered to the low setpoint level, the control signal is automatically re-activated. If it is necessary to maintain motor control in overload modes, vibration mode is possible. 3 il. (L
Description
Изобретение относитс к области электротехники и может быть применено , в частности, дл защиты электродвигателей посто нного тока еле- д щих систем.The invention relates to the field of electrical engineering and can be applied, in particular, for the protection of direct current electric motors of nuclear systems.
Цель изобретени - повьшение надежности путем обеспечени непрерывности контрол теплового состо ни двигател и повышение точности, The purpose of the invention is to increase reliability by ensuring continuity of monitoring the thermal state of the engine and improving accuracy,
На фиг.1 представлен график получени последовательности импульсов, которую используют в качестве сигнала , пропордионального квадрату тока; на фиг.2 - процессы изменени температуры перегрева Г (t) (пропор- диональной результату фильтрадии) при нагружении двигател номинальным током i, и током 1ц 1,5, на фиг.З - схема устройства, реализу- ющего предлагаемый способ.Figure 1 shows a graph of a pulse train that is used as a signal proportional to the square of the current; Fig. 2 shows the processes of changing the superheat temperature T (t) (proportional to the result of the filterdiah) when the engine is loaded with a rated current i, and a current of 1; 1.5; in FIG. 3, a diagram of the device that implements the proposed method.
Предлагаемый способ заключаетс в том, что непрерывно измер ют ток защищаемого двигател , формируют сигнал, пропорциональный абсолютной величине тока, сравнивают его с од- нопол рным, периодически обращающимс в нуль опорньм сигналом треугольной формы, прерывают его на те промежутки времени, когда опорный сигна больше, чем измер емьй ток. Текущий результат усредененй полученной последовательности импульса сравнива- ют с уставкой и формируют сигнал прерьшани ,в случае превьшени над верхним уровнем уставки или последующего . включени сигнала управлени за- пдащаемого двигател в случае снижени результата усреднени ниже уровн уставки, при этом верхний уровень уставки определ ют по установившемус значению результата усреднени при номинальном токе двигател , а посто нную времени усреднени , осуще ствл емрго путем апериодической фильтрации, определ ют по формулеThe proposed method consists in continuously measuring the current of the protected motor, generating a signal proportional to the absolute value of the current, comparing it with a single polarizing triangular signal, interrupting it for those periods of time when the reference signal is longer than measured current. The current result of the averaged pulse sequence is compared with the setpoint and forms a stop signal, in the case of being above the upper setpoint level or the next one. enabling the control signal of the overheating motor in case of averaging a result lower than the setpoint level, the upper setpoint level being determined by the established value of the averaging result at the rated motor current, and the time averaging constant realized by aperiodic filtering is
tKtK
-ln(l- f,-)-ln (l- f, -)
(1)(one)
где tj, - максимально допустимый . интервал длительности работы при токе IK IH .where tj, is the maximum allowed. operation time interval at current IK IH.
Как видно из фиг.2, сигнал, пропорциональный абсолютной величине, т.е. модулю тока защищаемого двигател , сравнивают с периодическим об- ращаюг ц мс в нуль однопол рным опорным сигналом Ugn треугольной формы иAs can be seen from figure 2, the signal is proportional to the absolute value, i.e. to the current module of the motor being protected, is compared with the periodic recalculation of ms ms to zero with the unipolar reference signal Ugn of a triangular shape and
прерывают на те промежутки времени, когда опорный сигнал больше, получаемые таким образом импульсы (на фиг,2 заштрихованы) образуют последовательность , которую и используют в качестве сигнала, пропорционального квадрату тока. Очевидно, что длительность импульсов образованной последовательности при посто нном во - времени модуле тока строго пропорциональна их амплитуде, а значит площадь импульсов строго пропорциональна квадрату тока. Если ток и его модуль измен ютс во времени, то эта строгость нарушаетс , однако возникающей ошибкой можно пренебречь, име в виду, что период опорного сигнала легко сделать на один - три пор дка меньше минимального времени интервала (например 3-10 с), за кото- рьй считают необходимым измер ть тепловое воздействие тока. Iinterrupt for those periods of time when the reference signal is larger, the resulting pulses (in FIG. 2 are shaded) form a sequence, which is used as a signal proportional to the square of the current. It is obvious that the duration of the pulses of the formed sequence with a constant in time modulus of the current is strictly proportional to their amplitude, which means that the area of the pulses is strictly proportional to the square of the current. If the current and its modulus change in time, then this severity is violated, however, the resulting error can be neglected, keeping in mind that the period of the reference signal can be easily made one to three orders less than the minimum interval time (for example, 3-10 s), which it is considered necessary to measure the thermal effect of the current. I
Так как интеграл во времени отSince the time integral of
сигнала К, 1, пропорциональный квадрату тока, соответствует только количеству тепла QK, нагревающего двигатель , а количество тепла Qp, рассеивающегос и отводимого, можно учесть по интегралу от сигнала , пропорционального температуре Т перегрева двигател над окружающей средой , тогда сама температура Т величина , пропорциональна разности QH - QP значит, сГ как результат усреднени последовательности импульсов можно найти путем апериодическойsignal K, 1, proportional to the square of the current, corresponds only to the amount of heat QK that heats the engine, and the amount of heat Qp, dissipating and discharging, can be taken into account by the integral of the signal proportional to the engine overheating temperature T above the environment, then the temperature T value is proportional to differences QH - QP means that cG as the result of averaging a sequence of pulses can be found by aperiodic
фильтрадии tfilterdia t
J (K;i - )dt. J (K; i -) dt.
(2)(2)
так как преобразование (2) при К, ---, К2 соответствует дифференциальному уравнению апериодического фильтраsince the transformation (2) with K, ---, K2 corresponds to the differential equation of the aperiodic filter
,(3), (3)
К i Т + ТоОK i T + Too
Если до начала процесса Т (0)0 (температура двигател равна температуре окружающей среды), а затем двигатель нагружают номинальным током 1ц, то процесс изменени 6 соответствует изображенной на фиг,2 кривой 1 ,,If before the start of the process T (0) 0 (the engine temperature is equal to the ambient temperature), then the motor is loaded with a nominal current 1c, then the change process 6 corresponds to the curve 1 ,, shown in FIG. 2
(t) (1-ё ) ,(t) (1-e),
(А)(BUT)
Установившеес максимальное значение с принимают за величины верхнего уровн уставки U, , KoiJ, - При этом очевидно, что если рабочий ток хот бы на 1% меньше номинального тока, то с (t никогда не достигнет уровн уставки и срабатывани никогда не нроизойдет, что соответствует допустимости длительной работы двигател при токе меньшем номинального. Если теперь, начина от Г(0)0, нагрузить двигатель током 1.1ц, то процесс изменени Г пойдет, как указано на фиг.2, кривой IIThe established maximum value of c is taken as the upper level of the setpoint U,, KoiJ, - It is obvious that if the operating current is at least 1% less than the rated current, then c (t will never reach the setpoint level and the response will never happen, which corresponds to the permissibility of long-term engine operation at a current lower than the rated value. If now, starting from T (0) 0, the engine is loaded with a current of 1.1 c, then the process of changing G will proceed, as indicated in Figure 2, curve II
tt
T(t) К„1 (1-е ),T (t) K „1 (1st),
(5)(five)
котора достигнет уровн уставки Uijj. в момент t|, определ емый уравнениемwhich reaches the setting level Uijj. at time t | defined by the equation
ЬB
и,,.,, к„1и кУ, (1-ё )о (6)and ,,. ,, ,, to „1 и кУ, (1-е) о (6)
.ICT.I.ICT.I
-н-n
Поэтому, если известно допустимое t|4 работы двигател с током 1, то посто нную времени Т определ ют из уравнени (6), т.е. по формуле (l). Таким образом, если достигнет верхнего уровн уставки UUCT.O двигатель отключитс , что можно осуществить прерыванием сигнала управлени , то начнетс уменьшение С по закону разр да апериодического фильтра (крива III на фиг.2). tTherefore, if the admissible t | 4 of engine operation with a current 1 is known, then the time constant T is determined from equation (6), i.e. according to the formula (l). Thus, if the upper setpoint UUCT.O level is reached, the engine is turned off, which can be done by interrupting the control signal, then C will be reduced according to the law of discharge of the aperiodic filter (curve III in Fig. 2). t
(t) и е(t) and e
(7)(7)
что соответствует процессу остывани двигател . По истечении промежутка времени, определ емого по фор мулеwhich corresponds to the process of cooling the engine. After a time interval defined by the formula
t - Т In %гкл Т in - (8)t - T In% gkl T in - (8)
t достигнет нижнего уровн Uucyi, и двигатель вновь включают замыканием цепи сигнала управлени защищаемого двигател . Если задано врем t пребывани двигател в отключенном состо нии, то нижний уровень уставки определ ют по формулеt reaches the lower level of Uucyi, and the engine is switched on again by closing the control signal circuit of the protected engine. If the time t to stay in the off state is set, the lower setpoint level is determined by the formula
отклoff
.Далее процесс повтор етс .The process is repeated.
В случае, когда необходимо продолжить управление двигателем в услови х перегрузки, но без превышени допустимого перегрева i,- ,5In the case when it is necessary to continue engine control under overload conditions, but without exceeding the permissible overheating i, -, 5
нижний уровень уставки IL,,,,выбираютlower setting level IL ,,,, select
33
365226. 4365226. 4
равным верхнему U, , При этом после первого отключени на перегрз зке возникает вибрационный режим ограни- с чени тока, причем средний квадрат его не превысит номинального.equal to the upper U,, In this case, after the first disconnection, a vibratory mode of current limitation occurs on the overheating, and the average square of it will not exceed the nominal one.
Датчик 1 абсолютной величины тока двигател через первый прерыватель 2 соединен с входом инвертирующего интегратора 3, другой вход которого соединен с его выходом. Выход этого интегратора в свою очередь соединен с входом первого компаратора 4, другой вход которогосоединен с ис точником посто нного напр жени Sensor 1 of the absolute value of the motor current through the first breaker 2 is connected to the input of the inverting integrator 3, the other input of which is connected to its output. The output of this integrator is in turn connected to the input of the first comparator 4, the other input of which is connected to a constant voltage source.
10ten
1515
Выход этого компаратора соединен с сигнальным входом второго прерывател 5 включен в цепь сигнгша U The output of this comparator is connected to the signal input of the second chopper 5 is connected to the signal circuit U
2020
который 1 пруправле25which 1 is right25
30thirty
4040
ни заидищаемого двигател . Кроме того, генератор 6 опорного сигнала и датчик 1 абсолютной величины тока подключены к входам второго компаратора 7, выход которого подключен к управл ющему входу первого прерывател 2.not a single engine. In addition, the reference signal generator 6 and the absolute current sensor 1 are connected to the inputs of the second comparator 7, the output of which is connected to the control input of the first breaker 2.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Сигнал (i) с выхода датчика 1 абсолютной величины тока и опорный сигнал Ugn с выхода генератора 6 сравниваетс на компараторе 7, на выходе которого образуетс- напр жение U пр моугольной формы, посто нной амп2g литуды и переменной скважности, причем длительность импульсов, например , положительной пол рности пропорциональна сигналу (1). Напр жение и поступает на управл ющий вход прерьгоател 2 и импульсами (в данном случае) отрицательной пол рности прерьшает сигнал (ij, который проходит через прерыватель только при положительной пол рности напр же .g нн и. Таким образом, на выходе пре- рьшател 2 получам последовательность импульсов 1The signal (i) from the output of sensor 1 of the absolute value of the current and the reference signal Ugn from the output of generator 6 is compared at comparator 7, the output of which produces a square-shaped voltage U, a constant amp2g volume and a variable duty cycle, and the pulse duration, for example, positive polarity is proportional to signal (1). The voltage and supplied to the control input of predolgoitel 2 and pulses (in this case) of negative polarity interrupts the signal (ij, which passes through the interrupter only when the polarity is positive .g nn. Thus, at the output of interruptor 2 get pulse sequence 1
амплитуда и длительность которых практически пропциональна (i). Этот процесс описан gQ графически представлен на фиг.2,the amplitude and duration of which is almost proportional (i). This process is described gQ graphically presented in figure 2,
J ч Последовательность импульсов iJ h Pulse sequence i
поступает на вход инвертирующего интегратора 3, который, будучи охвачен резисторной обратной св зьюis fed to the input of the inverting integrator 3, which, being covered by resistor feedback
5555
через входной резистор второго входа , представл ет собой апериодический фильтр, усредн ющий последовательность 1.through the input resistor of the second input, is an aperiodic filter averaging sequence 1.
Результат усреднени tr , получающийс на выходе интегратора 3, сравниваетс на компараторе 4 с посто нным напр жением, равным верхнему уровню уставки U,,,. До тех пор, пока сигнал С UucTi сигнал W с выхода компаратора 4 не оказывает воздействи на прерьшатель 5, через который проходит сигнал управлени за- щищйемого двигател , и след ща система работает в нормальном режиме . Как только сигнал Г превьппает верхний уровень уставки 1),,,сигнал Vf с выхода компаратора 4. измен ет пол рность и воздействием на управл ющий вход прерывател 5 прерьша- ет цепь сигнала управлени защищаемого двигател . Ток через двигатель прекращаетс . Сигналы (i) и i обращаютс в нуль, а сигнал t начинает уменьшатьс за счет действи обратной св зи интегратора ,3.The result of averaging tr, which is obtained at the output of integrator 3, is compared at comparator 4 with a constant voltage equal to the upper level of the setpoint U ,,,. As long as the signal C UucTi, the signal W from the output of the comparator 4 does not affect the switch 5, through which the control signal of the protected engine passes, and the tracking system operates in normal mode. As soon as the signal G exceeds the upper level of the setpoint 1) ,,, the signal Vf from the output of the comparator 4. changes polarity and affecting the control input of the breaker 5 breaks the control signal circuit of the protected motor. The current through the motor ceases. The signals (i) and i go to zero, and the signal t begins to decrease due to the action of the integrator feedback, 3.
После снижени сигнала t до нижнего уровн уставкиj величина которой может быть задана коэффициентом положительной обратной св зи компаратора 4, напр жение на его выходе возвращаетс к исходной пол рности, и прерыватель 5 вновь замыкает цепь сигнала управлени U ппр . След ща система продолжает работу.After reducing the signal t to the lower setting level j, the value of which can be set by the positive feedback factor of the comparator 4, the voltage at its output returns to the original polarity, and the interrupter 5 closes the control signal circuit U s again. The following system continues.
Если коэффициент положительной обратной св зи компаратора 4 выбирают равным нулю, то нижний уровень утавки совпадает с верхним и вместо повтор ющихс при нагрузке циклов включено-выключено возникает вибрационный режим ограничени тока, при котором средний квадрат тока не превышает номинальньй, что при бесконтактном способе коммутации и полупроводниковых усилител х мощности (УМ) в полне допус тимо.If the coefficient of positive feedback of comparator 4 is set to zero, then the lower level of the matching coincides with the upper level and instead of repeating cycles on or off with the load on or off, a vibration current limiting mode occurs at which the average square of the current does not exceed the nominal semiconductor power amplifiers (PA) are fully acceptable.
Предлагаемое устройство защиты примен етс как дл защиты двигателей след щих систем, работающих в непрерывном режиме отработки задаю щих воздействий, так и дл двигателей , работающих в повторно-кратковременном режиме. В последнем случа необходимо не отключать устройство на врем пауз дл контрол теплового состо ни за врем всего цикла.The proposed protection device is used both to protect the engines of follow-up systems operating in the continuous mode of testing the driving effects, and for engines operating in the intermittent mode. In the latter case, it is necessary not to turn off the device for a period of pauses to monitor the thermal state during the entire cycle.
Изобретение было использовано пр разработке тепловой защиты малоинерционного электродвигател ЭДМ-34, причем верхний и нижний уровни устаки были вз ты равными, а посто нна The invention was used to design the thermal protection of the EDM-34 low-inertia motor, with the upper and lower levels of the usaka being equal and constant
времени устройства тепловой защиты была определена по требовани м технических условий при токах, в 1,5 и 3 раза превьшающих номинальный, длительность работы двигател не должна превьш1ать 60 и 12 с соответственно .the time of the thermal protection device was determined by the requirements of the technical conditions at currents 1.5 and 3 times higher than the nominal, the duration of the engine should not exceed 60 and 12 s, respectively.
Посто нна времени дл этого уст- ройства тепловой защиты вз та равной 100 с.The time constant for this thermal protection device is set to 100 s.
Предлагаемый способ позвол ет значительно, упростить процедуру контрол теплового состо ни элект- родвигател .The proposed method makes it possible to significantly simplify the procedure for monitoring the thermal state of an electric motor.
Повыщение точности контрол теплового состо ни двигател повышает эксплуатационную надежность след щей системы и достигаетс выбором вели- чины Р входного резистора.Improving the accuracy of motor thermal monitoring improves the operational reliability of the tracking system and is achieved by selecting the P value of the input resistor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864047133A SU1365226A1 (en) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Method of thermal protecting of electric motor of follow-up system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864047133A SU1365226A1 (en) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Method of thermal protecting of electric motor of follow-up system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1365226A1 true SU1365226A1 (en) | 1988-01-07 |
Family
ID=21230144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864047133A SU1365226A1 (en) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Method of thermal protecting of electric motor of follow-up system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1365226A1 (en) |
-
1986
- 1986-04-07 SU SU864047133A patent/SU1365226A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент FR № 2162500, кл. Н 02 Н 7/00, 1973. Авторское свидетельство СССР № 790064, кл. Н 02 Н 7/08, 1978. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0373694B1 (en) | Diagnostic circuit for units providing current control and protection against excessive heat dissipation for semiconductor power devices | |
JP3501807B2 (en) | Operating device of load in vehicle | |
US8598859B2 (en) | Power supply controller | |
JPS6332014B2 (en) | ||
KR960039576A (en) | Regenerative resistance protection method and protection device of inverter for servo motor | |
EP0526219B1 (en) | Ignition system and method | |
US5019779A (en) | Ignition apparatus for an internal combustion engine | |
JPH0620348B2 (en) | Method and apparatus for sensing a short circuit in a motor control circuit | |
US5218339A (en) | Arrangement for monitoring a consumer in combination with an internal combustion engine and/or a motor vehicle | |
JPH08275405A (en) | Charging controller for internal combustion engine | |
SU1365226A1 (en) | Method of thermal protecting of electric motor of follow-up system | |
JPH09308261A (en) | Over-current protection circuit | |
US11746737B2 (en) | Ignition apparatus for internal combustion engine | |
US11601124B2 (en) | DC switch | |
JPH05332215A (en) | Fuel pump controller | |
JP5097229B2 (en) | Overheat protection device | |
JP2010278866A (en) | Protection device of semiconductor device | |
CN112332378A (en) | Priority judging circuit, control system and control method | |
KR100931182B1 (en) | Overvoltage control device in PPM converter | |
RU2015596C1 (en) | Electric motor protection device | |
JPH08331759A (en) | Auxiliary power source device for vehicle | |
JPS5847231Y2 (en) | gas turbine | |
SU1117765A1 (en) | Device for protecting electric motor against overheat | |
JPS6111527B2 (en) | ||
SU1431024A1 (en) | D.c. electric drive |