Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Примеры схемной реализации тепловой защиты двигателей постоянного и переменного тока.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Педагогическая деятельность в соответствии с новым ФГОС требует от учителя наличия системы специальных знаний в области анатомии, физиологии, специальной психологии, дефектологии и социальной работы.

Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40% по курсу повышения квалификации "Организация работы с обучающимися с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ)" (72 часа). По окончании курса Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Автор курса: Логинова Наталья Геннадьевна, кандидат педагогических наук, учитель высшей категории. Начало обучения новой группы: 27 сентября.

Подать заявку на этот курс    Смотреть список всех 216 курсов со скидкой 40%

Примеры схемной реализации тепловой защиты двигателей постоянного и переменного тока.

библиотека
материалов

hello_html_m168cc924.gif
Тепловая защита электрических двигателей. Примеры схемной реализации тепловой защиты двигателей постоянного и переменного тока.

Тепловая защита электродвигателей с помощью алгоритма «Тепловая модель электродвигателя» предназначена для предотвращения повреждения изоляции электродвигателя вследствие теплового действия токов обусловленных симметричными и несимметричными перегрузками, (блокировкой ротора, затянувшимся пуском и самозапусками, обрывов фаз питающей сети и т.д.).

Данный алгоритм позволяет оценить перегрев двигателя косвенно - по значению и длительности протекания тока в обмотках статора.

Часто в электродвигателях устанавливаются датчики измерения температуры в обмотках и активном железе статора. Таким образом, обеспечивается тепловая защита электродвигателя, основанная на результатах непосредственного измерения температуры, что позволяет наиболее полно использовать перегрузочные возможности электродвигателя.

Рассмотрим подробнее тепловую модель электродвигателя, используемую в цифровых устройствах серии БМРЗ [19] (рис. 1).

 

http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image087.gif

Рис. 1 Графическое представление алгоритма «Тепловая модель электродвигателя»

 

На рис. 1 приняты такие обозначения:

Iш– расчетный ток двигателя (выбирается равным номинальному току двигателя);

http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image088.gif- постоянная времени нагрева электродвигателя, мин;

http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image089.gif- постоянная времени охлаждения электродвигателя, мин;

http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image090.gif- уставка, при которой разрешено включение электродвигателя после срабатывания защиты, %;

- уставка пуска второй ступени защиты (действует на сигнализацию), %;

http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image092.gif- уставка пуска первой ступени защиты (действует на сигнализацию или на отключение), %.

При отсутствии информации о значениях http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image088.gif и http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image089.gif в документации электродвигателя, их определяют экспериментальным путем по методике, описанной ниже.

Относительная величина перегрева статорных обмоток электродвигателя Eнагр,% за временной интервал работы (нагрева) электродвигателя tнагр рассчитываетпроцессор цифрового устройства релейной защиты по выражению (38)1[2]:

 

http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image093.gif

, % (38)

 

где Iэквэквивалентный ток электродвигателя, А;

Iшрасчетный ток электродвигателя, А;

E0,% – относительная величина перегрева двигателя на момент начала процесса нагрева, %. Перегрев электродвигателя при длительной номинальной нагрузке принят за 100%. При температуре обмоток равной температуре окружающей среды E0,% = 0%;

Te1– постоянная времени нагрева электродвигателя, мин;

tнагр– время работы электродвигателя (время нагрева), мин.

Значение эквивалентного тока определяют по формуле (39):

 http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload2.files/image094.gif

,А (39)



Оптимизация контура регулирования по модульному оптимизму.

При оптимизации контуров регулирования СУ электроприводами широкое

распространение получили два метода стандартной настройки: оптимум по модулю и симметричный оптимум. В процессе настройки регулятору, стоящему вкаждом контуре, придаются определенные динамические свойства, то есть

осуществляется выбор его параметров. Применение этих методов рассмотрим

на примере одноконтурной системы регулирования, показанной на рис. 1, приусловии, что передаточная функция регулятора Wp(s) не определена.


hello_html_2c4a858a.pngРис. 1. Структурная схема линейной системы управления


Известно [1], что передаточная функция скорректированной разомкнутой

системы

W(s) = WР(s)WН(s),

где передаточная функция неизменяемой части системы


hello_html_m1d6548f1.png

а передаточная функция объекта регулирования

hello_html_m46f38f2.png

При настройке на оптимум по модулю передаточная функция разомкнутого контура

hello_html_m267aa832.png

где Tμ− малая постоянная времени контура регулирования.

Отсюда передаточная функция регулятора


hello_html_700331fa.png

Постоянная времени источника питания TП, как правило, мала и составляет

примерно 4−7 мс, поэтому можно считать, что ПT Tμ= . Тогда передаточная

функция регулятора будет иметь вид

hello_html_700331fa.png

Постоянная времени источника питания TП, как правило, мала и составляет

примерно 4−7 мс, поэтому можно считать, что ПT Tμ= . Тогда передаточная

функция регулятора будет иметь вид

hello_html_75c1f3b5.png

то есть регулятор получился пропорциональный (П-регулятор). Структурная

схема одноконтурной системы регулирования, настроенной на оптимум по модулю, показана на рис. 2.

hello_html_20cff25f.png

Рис. 2. Структурная схема линейной системы управления с П-регулятором


При настройке на симметричный оптимум передаточная функция разомкнутого контура

hello_html_638ccb8b.png

Отсюда передаточная функция регулятора


hello_html_79510b78.png


то есть регулятор получился пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор):


hello_html_26ba1e06.png

hello_html_m38739da0.pngпередаточный коэффициент регулятора;


hello_html_64d58f3a.pngпостоянная времени регулятора.

Структурная схема одноконтурной системы регулирования, настроенной

на симметричный оптимум, показана на рис. 3.


hello_html_m25a2cfd1.png

В многоконтурных системах каждому звену объекта регулирования соответствует свой регулятор, и оптимизация каждого контура регулирования осуществляется раздельно. Так как в таких системах каждый контур регулирования

является звеном следующего, внешнего по отношению к нему контура, то на-

стройка начинается с внутреннего контура.

Теперь рассмотрим применение методов стандартной настройки на приме-

ре двухконтурной системы регулирования, показанной на рис. 4, при условии,

что передаточные функции регуляторов WР1(s), WР2(s) не определены.

Вначале рассмотрим настройку внутреннего контура на оптимум по модулю.

Передаточная функция неизменяемой части системы


hello_html_5a412260.png


Передаточная функция регулятора


hello_html_337bbb79.png


где 2 T μ– малая постоянная времени внутреннего контура регулирования.

Примем 2 ПT Tμ= , тогда


hello_html_40dbaa7a.png

hello_html_5a06cfba.png

Рис. 4. Структурная схема двухконтурной линейной системы управления

Для того, чтобы получить передаточную функцию ПИ-регулятора, умно-

жим и разделим полученную передаточную функцию на ТМ

hello_html_mdf4080b.png

hello_html_mf86c1f4.pngпередаточный коэффициент регулятора;

hello_html_502f16fb.pngпостоянная времени регулятора.

При настройке внешнего контура регулирования замкнутый внутренний

контур рассматривают как звено с эквивалентной малой постоянной времени

hello_html_3cfc9e0e.png, имеющее передаточную функцию

hello_html_26c55f6f.png

Тогда структурная схема системы регулирования примет вид, показанный

на рис. 5.

hello_html_m18833d4f.png

Рис. 5. Упрощенная структурная схема двухконтурной линейной

системы управления

Передаточная функция неизменяемой части системы

hello_html_ab43cbd.png

Передаточная функция регулятора при настройке внешнего контура на оптимум по модулю

hello_html_3927e2c7.png

где 1 2 2Э К В T TTμμ= = − малая постоянная времени внешнего контура.

Передаточная функция регулятора будет иметь вид

hello_html_m44b77b69.png

то есть регулятор получился пропорциональный (П-регулятор). Структурная

схема двухконтурной системы регулирования, настроенной на оптимум по мо-

дулю, показана на рис. 6.

При настройке внешнего контура регулирования на симметричныйопти-

мум замкнутый внутренний контур принимают настроенным на оптимум по

модулю и представляют как звено с эквивалентной малой постоянной времени

2 2Э К В T Tμ= , имеющее передаточную функцию:

hello_html_m519315a5.png

hello_html_m80950a6.png

Тогда структурная схема системы регулирования примет вид, показанный на

рис. 5, а передаточная функция регулятора

hello_html_331aeb81.png

hello_html_m69d76ca8.png

Регулятор получился пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор).

Структурная схема двухконтурной системы регулирования, внешний контур

которой настроен на симметричный оптимум, показана на рис. 7.

hello_html_m4759acc1.png

1



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДВ-349883

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"