SU911664A2 - Теплова модель электродвигател посто нного тока - Google Patents

Description

(54) ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относитс  к электротехнике в частности к системам электропривода .. .

По основному авт.св. 748641 известна теплова  модель, содержаща  датчик температуры  кор , выполненный в виде обмотки из провода с тем же температурным коэффициентом сопротивлени , как и у проводников обмотки  кор , а снаружи обмотка датчика покрыта слоем теплоизолирующего материала , внутри которого расположен термочувствительный элемент. С. целью повышени  точности моделировани  процессов нагрева и охлаждени   кор  путем учета вли ни  температуры на характеристики магнитной системы и  кор  машины модель снабжена управл ющим источником переменного тока и демодул тором, вход которого вместе с обмоткой датчика присоединен к выходу источника, а термочувствительный элемент выполнен в виде магнитного сердечника, одинакового с материалом сердечника  кор  l

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что выходна  инфоракаци  модели содержит составл ющую, пропорциональную только температурным вариаци м гока, вызванную вариаци ми

сопро ивлёни  обмотки  кор , и не- полный учет .всех других термоэавис щих параметров, вли ющих на ток  кор , в частности изменени  сопротивлени  перехода полупроводниковых приборов в силовой части привода. Сопротивление полупроводников обычно уменьшаетс  с температурой, а не увеличиваетс , как сопротивление обмотки  кор .

Цель изобретени  - повышение степени адекватности модели путем учета всех термозависиколх параметров электродвигател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в модель дополнительно введен трансформа.тор,. первична  обмотка кото рого включена либо между дросселем и детектором, либо между дросселем и модул тором, либо паргшлельно обмотке дроссел , а вторична  подключена к регулируемому резистору.

На чертеже представлена структурна  схема модели.

Модель содержит модул тор 1, дроссель 2, тепловые парамет15Ы которого рассчитаны в соответствии с критери ми подоби  тепловых процессов в электродвигателе, а также дополнительный трансформатор 3 с .резистором 4 во второй обмотке, трансформатор 5 с резистором 6 и трансформатор 7 с резистором 8. Первична  обмотка трансформатора 3 включена между дрос селем It и модул тором i, первична  о мотка трансформатора 5 включена параллельно дросселю 1, первична  обмотка трансформатора 7 включена между дросселем 1 и детектором 9. В простейшеьГ случае, т.е. при невысокой степени адекватности, достаточнъ л  вл етс  включение лишь трансфор матора 7. Вторичные обмотки трансфор маторов играют роль дополнителкнах подстраиваеьых нагревателей и включены на регулируемые резисторы 4, б и 8. Модель работает следующим образом . Сигнал, пропорциональный току двигател , подаетс  с шунта на вход модул тора 1, где модулируетс , например, с промышленной частотой. В приводе переменного тока сигнал с шунта подаетс  непосредственно или через трансформатор тока на дроссель с сердечником и обмотками и трансформаторы . В приводе посто нного тока в качестве модул тора может быть использовано любое известное устройство (мультивибратор, пульс-паравибратор , релаксационный генератор иТ .П.). Выходной сигнгип детектирует с  детектором и поступает, на вход блока токоограничени . В качестве детектора можно исполь эовать обычный диодный мостовой выпр митель с фильтром дл  частоты мод л ции или стабилитрон. Между выходны ми клеммами модул тора 1 (и соответ ственно между входными клеммами детек тора 9) включены дроссель 2 и трансформаторы 3, 5 и 7, служащие дл  темпе ратурной стабилизации коэффициента ратной св зи по току. Рассмотрим механизм компенсации температурных вариаций сопротивлени  . При нагреве обмотки  кор  двигат л  ее сопротивление увеличивае с , ток  кор  уменьшаетс . В то же врем  происходит нагрев током в цепи обратной св зи обмотки дроссел  2. Это приводит к увеличению ее сопротивлени  и, следовательно, к увеличению падени  напр жени  на дросселе . ИнЕЯли словами, уменьшаетс  шунтирующее действие дроссел . В целом это приводит к температурной компен сации изменени  сопротивлени . Рассмотрим теперь компенсацию температурных вариаций сопротивлени тиристоров. Увеличение температу1« приводит . обычно к уменьшению сопротивлени  перехода тиристора и увеличению ток  корной цепи. Это увеличение тока олжно быть скомпенсировано соответствующим образом изменением установки токоограничени , т.е. сигналом с выхода тепловой модели. Следует заметить, что электропривод в целом в тепловом отношении представл ет собой (если в качестве выходной координа.ты использовать температурные изменени  тока  кор ) последовательно включенные апериодические звень  с различными посто нными времени, охваченные или неохваченные обратными св з ми, которые образуют инерционный объект регулировани  высокого пор дка. При этом в таком объекте заложены тенденции как к увеличению выходной координаты в течение времени (уменьшение потока вследствие увеличени  сопротивлени  обмотки возбуждени  двигател  посто нного тока, соответственное увеличение тока, уменьшение сопротивлени  тиристоров, а также увеличение тока из-за уменьшени  нагрева от потери в стали при частоте вращени , близкой к нулю), так и к уменьшению выходной координаты (увеличение сопротивлени  статорной обмотки машины переменного тока). Вследствие этого по вл етс  необходимость введени  в модель устройств-аналогов всех значимых измен ющихс  от температуры параметров. Предполагаетс , что температура нагрева пропорциональна нагрузке машины и силовой части системы управлени  электроприводом. Кроме того, возникает необходимость настройки этих устройств-аналогов в цел х унификации моделей и применени  однотипных технических решений в электроприводах с разнообразными двигател ми и силовыми част ми. Этому и служат трансформаторы 3, 5 и 7. Рассмотрим, например, работу трансформатора 7. . Если предположить, что сердечник насыщен, то перегрев первичной обмотки определ етс  потер ми в ней и количеством тепла, полученньм от вторичной обмотки и сердечника. Вторична  обмотка представл ет собой фактически замкнутый на реостат источник электрической мощности. Перегрев первичной обмотки трансформатора 7 определ етс  положением движка резистора 8, т.е. теплсми, полученным от вторичной обмотки, pSacnoложенной на том же каркасе. Эти изменени  температуры привод т к соответственному изменению активного сопротивлени , а следовательно, в конечном итоге к уменьшению тока, т.е. уменьшению сигнала на выходе модели. Это изменение может быть соответствующим образом усилено и преобразовано.

Работа трансформатора 3 с резистором 4 в принципе происходит так же. Мен етс  лишь место включени  первичной обмотки, по вл етс  возможность несколько уменьшить нагрузки в дросселе и детекторе.

Трансформатор 5 с резистором 6 работает параллельно термочувстви- тельнс у дросселю 2 и  вл етс  устройством , измен ющим а шлитуду выходного сигнала в. зависимости от Перегрева вторичной обмотки, т.е. положение движка резистора 6. Характер изменени  сигнала совпадает с характером изменени  сигнала с дроссельного элемента.

Предлагаема  теплова  модель обеспечивает более попйую адекватность процесса вследствие воэмо жости применени  .нескольких траисфо1 аторов, как уменьшакмдах, так и увеличивающих сигиал в соответствии с заданием на. проектирование модели и узла теплового токоограничени , а также возможность подстройки параметров в достаточных .пределах с резисторов подключенных ко вторичной обмотке дополиительных трансформаторов.

Claims (3)

1.Теплова  модель электродвигател  посто нного тока по авт.

св. 748641, отличающа с   тем, что, с целью повьшени  степени адекватности модели путем учета всех терчозависимых параметров электродвигател , в нее дополнительно введен трансфо мматор, первична  обмотка которого включена между

0 дросселем, а вторична  обмотка подключена к регулируемому резистору.

2.Модель ПОП.1, отличающа с  тем, что первична  обмотка дополнительного трансформато5 ра включена между дросселем и модул тором .

3.Модель по п.1, отличающа  с   тем, что первична  обмотка дополнительного трансформато0 ра включена параллёльно обмотке дроссел .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

5

1. Авторское свидетельство СССР 748641, кл. Н 02 Н 7/08, 197.7.

2

iff

9