Claims (2)
20 посто нное накопление ошибки рассогласовани , которое приводит в конечном счете к значительному расхождению показани теплового аналога и истинной температуры обмоток электродвигател . Это существенно ограничивает функциональные возможности устройства защиты от перегрева и снижает точность его работы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс ус ройстйо дл защиты электродвигател от перегрева, содержащее тепловой аналог, представл ющий собой активно-емкостный контур, причем с целью учета процессов теплообмена между обмотками и активным железом активное сопротивление контура шунтировано нелинейным сопротивлением. Подобный подход дает более точное совпадение кривых нагрева и охлаждени двигател с кривыми теплового аналога }. Основным недостатком данного устройства вл етс то, что в схеме теплового аналога используетс нели нейный элемент, вольт-амперна характеристика которого должна мен ть с дл двигателей разного типа, раз ной мощности и даже режима работы (охлаждени и нагрева. Этрэначительно снижает функциома ьные возможности устройства. Выбор необходи го нелинейного элемента дл теплово го аналога св зан с анализом перехо ных процессов в нелинейных цеп х, что снижает точность подбора кривых теплового аналога, а следовател но, и точность работы устройства. Кроме того, значительное расхождени кривых нагрева и охлаждени в предл гаемой схеме учитывают добавлением только активного сопротивлени , что снижает точность подбора кривой охлаждени и: срабатывани устройств в повторно-кратковременном режиме работы двигател . Цель изобретени - более точное моделирование теплового состо ни электродвигател . Дл достижени поставленной цели тепловой аналог выполнен в виде сло ной активно-емкостной цепи, состо щей только из линейных элементов. На фиг. 1 приведена схема предла гаемого теплового аналога; на фиг. 2 - схема его включени в устройство тепловой защиты. Тепловой аналог представл ет собой сложную активно-емкостную цепь (фигЛа), в которой последовательно с сопротивлением 1 и емкостью 2 вкл 74 чена параллельна ветвь из активных сопротивлений 3, t и емкости 5, причем в ветви активного сопротивлени i имеетс ключ 6. На фиг. 1 Гключ 6 заменен вентилем 7. Устройство защиты, двигател от перегрева , выполненное на основе предлагаемого теплового аналога, состоит из трансформатора тока 8, квадратора 9 теплового аналога 10 и исполнительного механизма 11. Трансформатор тока включен в силовую цепь электродвигател . Напр жение его вторичной обмотки подаетс на вход квадратора, в котором формируетс сигнал, пр мо пропорциональный греющим потер м электродвигател . Этот сигнал подаетс на вход теплового аналога. Параметры аналога подбираютс таким образом, что изменение напр жени на обкладках конденсатора 2 пр мо пропорционально температуре обмотки двигател . Когда напр жение на зажимах конденсатора 2 достигает значеНи , соответствующего предельно допустимой температуре нагрева обмотки электродвигател , исполнительный механизм подает сигнал на снижение нагрузки или отключение двигател . При работе электродвигател ключ 6 замкнут, ja при отключении его - разомкнут , за счет чего учитываетс различие кривых нагрева и охлаждени двигател . Известно, что электродвигатель в тепловом отношении представл ет собой неоднородное тело, которое можно представить в виде нескольких .тел, обладающих различными теплоемкост ми и соединенных между собой тепловыми сопротивлени ми, величина которых различна при включенном и отключенном двигателе, поэтому кривые теплового переходного процесса представл ют собой сумму экспонент с различными посто нными времени, завис щими от теплоемкости тел и тепловых сопротивлений. Распространенное представление двигател в виде двух тел позвол ет учесть основные различи теплоемкостей обмоток и активного железа. Кривые нагрева и охлаждени в этом случае представл ют собой сумму двух экспонент с малой и большой посто нными времени, условно называемыми посто нными меди и стали. Экспериментальные кривые нагрева и охлаждени подтверждают справедливость такого подхода и хорошо аппроксимируютс двум экспонентами с малой и большой посто нными времени, Попытка аппроксимировать кривые теплового переходного процесса одной экспонентой приводила к тому, что, хот обща длительность переходного теплового процесса истинной и аппроксимирующей кривых бьша одинаковой , наблюдались значительные отключени на промежуточных этапах переходного процесса, особенно дл кривой охлаждени , поэтому если дл длительного режима работы двигател с посто нной нагрузкой это не приводит к существенным ошибкам, то при переменной нагрузке или в повторно-кратковременном режимах р1абот электродвигател происходит посто н ное накопление ошибки и сигнал на выходе теплового аналога значительн отличаетс от истинной температуры обмотки двигател . Предлагаемый тепловой аналог содержит два реактивных элемента ( кон денсаторы 2 и 5), поэтому кривые переходного процесса .в нем представ л ют сумму двух экспонент с малой и бо ьиюй посто нными времени, ;что обеспечивает хорошее совпадение с криШ)1ми нагрева и охлаждени 76 электродвигател на всех этапах переходного процесса при любых режимах работы двигател . Кроме того, предлагаемый тепловой аналог выполнен на базе только линейных элементов что значительно облегчает настройку и подбор необходимых параметров аналога , а следовательно и большую точность работы устройства защиты от перегрева электродвигател в целом. Формула изобретени Тепловой аналог электродвигател , содержащий резистивно-емкостный контур , отличающийс тем, что, с целью более точного моделировани теплового состо ни электродви гател , последовательно с вышеупом нутым контуром включена цепь из параллельно соединенных двух сопротивлений и конденсатора, причем в ветвь одного из сопротивлений включен ключ или вентиль. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Риман Я.С. Защита подземных электроустановок угольных шахт. М., Недра, 1977, с. 150-152. 20 is a constant accumulation of mismatch error, which ultimately leads to a significant discrepancy between the thermal analog reading and the true temperature of the motor windings. This significantly limits the functionality of the overheating protection device and reduces the accuracy of its operation. The closest to the invention in its technical nature is to protect the motor against overheating, which contains a thermal analogue, which is an active-capacitive circuit, and to take into account heat exchange processes between the windings and active iron, the resistance of the circuit is shunted by nonlinear resistance. This approach gives a more accurate match between the heating and cooling curves of the engine and the thermal analogue curves}. The main disadvantage of this device is that the thermal analog circuit uses a nonlinear element, the current-voltage characteristic of which must be changed for engines of different types, different power and even operating mode (cooling and heating. This significantly reduces the functional capabilities of the device The choice of the necessary nonlinear element for the thermal analog is associated with the analysis of transition processes in nonlinear circuits, which reduces the accuracy of the selection of the thermal analog curves, and consequently, the accuracy of In addition, a significant discrepancy between the heating and cooling curves in the proposed scheme is taken into account by adding only active resistance, which reduces the accuracy of the cooling curve selection and: triggered devices in an intermittent engine operation mode. The purpose of the invention is to more accurately simulate the thermal state of an electric motor. To achieve this goal, the thermal analog is made in the form of a layered active-capacitive circuit consisting only of linear elements. FIG. 1 shows the scheme of the proposed thermal analogue; in fig. 2 is a diagram of its inclusion in a thermal protection device. The thermal analog is a complex active-capacitive circuit (FIGLa), in which, in series with resistance 1 and capacitance 2, there is a parallel branch of active resistance 3, t and capacitance 5, and there is a key 6 in the active resistance branch 6. In FIG. . 1 Switch 6 is replaced by valve 7. The protection device, the motor against overheating, made on the basis of the proposed thermal analog, consists of a current transformer 8, a quadrant 9 of thermal analog 10 and an actuator 11. The current transformer is included in the electric motor power circuit. The voltage of its secondary winding is applied to the input of the quad, in which a signal is formed that is directly proportional to the heating losses of the electric motor. This signal is applied to the thermal analog input. The analog parameters are selected in such a way that the change in voltage on the plates of capacitor 2 is directly proportional to the temperature of the motor winding. When the voltage at the terminals of the capacitor 2 reaches a value corresponding to the maximum permissible heating temperature of the motor winding, the actuator sends a signal to reduce the load or turn off the engine. During operation of the electric motor, the key 6 is closed, ja when it is turned off, it is open, thereby taking into account the difference in the heating and cooling curves of the engine. It is known that the motor in terms of heat is a heterogeneous body, which can be represented as several bodies with different heat capacities and interconnected by thermal resistances, the magnitude of which is different when the engine is turned on and off, therefore the thermal transition curves are is a sum of exponentials with different time constants depending on the heat capacity of bodies and thermal resistances. The common representation of the engine in the form of two bodies makes it possible to take into account the main differences in the specific heats of windings and active iron. The heating and cooling curves in this case are the sum of two exponentials with small and large time constants, conventionally referred to as permanent copper and steel. Experimental heating and cooling curves confirm the validity of this approach and are well approximated by two exponents with small and large time constants. Attempting to approximate the thermal transient process curves with one exponent led to the fact that although the total duration of the transition thermal process was the same and the approximate curves were the same, significant shutdowns at intermediate stages of the transition process, especially for the cooling curve, so if for long periods If the motor works with a constant load, it does not lead to significant errors, then with a variable load or in intermittent operation of the motor, there is a constant accumulation of error and the signal at the output of the thermal analog significantly differs from the true temperature of the motor winding. The proposed thermal analogue contains two reactive elements (capacitors 2 and 5), therefore the transient curves in it represent the sum of two exponents with small and long time constants, which ensures good agreement with the heating and cooling currents. electric motor at all stages of the transition process in all engine operating modes. In addition, the proposed thermal analog is made on the basis of only linear elements, which greatly facilitates the adjustment and selection of the necessary parameters of the analog, and hence the greater accuracy of operation of the overheating protection device of the electric motor as a whole. The invention has a thermal analogue of an electric motor containing a resistive-capacitive circuit, characterized in that, in order to more accurately simulate the thermal state of an electric motor, a circuit of two connected resistors and a capacitor is connected in series with the aforementioned circuit, and key or valve. Sources of information taken into account in the examination 1.Riman Y.S. Protection of underground electrical installations of coal mines. M., Nedra, 1977, p. 150-152.
2.Авторское свидетельство СССР N19773, кл. Н 02 Н 7/08, 1966.2. USSR author's certificate N19773, cl. H 02 H 7/08, 1966.
иг.гIG