Устройство для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической машины

Устройство для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: электромашиностроение , установка для сушки, пропитки, термообработки изоляции обмоток электрических машин. Сущность изобретения: устройство для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической машины содержит источник 1 напряжения, коммутатор 2, вход которого соединен с выходом устройства 15 управления коммутатором, шунт 3, запоминающее устройство 13. Устройство содержит датчик 8 температуры, установленный на оправке 9, преобразователь 5 напряжение-ток, два дифференциальных усилителя 7,11, аналого-цифровой преобразователь 12, цифровой компаратор 14 и запоминающее устройство 13. Входы преобразователя 5 напряжениеток соединены с зажимами шунта, соединенного через коммутатор 2 с источником 1 напряжения, выполненным в виде источника напряжения постоянного тока. Первый

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 Н 02 К 15/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4917485/07 (22) 11,03.91 (46) 30,03.93, Бюл. ¹ 12 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðoaà (72) П.В.Везденев, В.П.Голубев, В,А,Шустров, M,Ô,Ìàòðoñoa, H.Ф.Лотов и В.А.ЗинН8Р (56) Авторское свидетельство СССР ¹

589626, кл. Н О? К 1 5/12, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ УСТАНОВЛЕННОЙ HA ОПРАВКЕ 06МОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ . (57) Использование: электромашиностроение, установка pllA сушки, пропитки, термообработки изоляции обмоток электрических машин, Сущность изобретения: устройство

„„5U „„1 8О5532 А1 для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической машины содержит источник 1 напряжения, коммутатор

2, вход которого соединен с выходом устройства 15 управления коммутатором, шунт 3, запоминающее устройство 13. Устройство содержит датчик 8 температуры, установленный на оправке 9, преобразователь 5 напряжение — ток, два дифференциальных усилителя 7,11, аналого-цифровой преобразователь 12, цифровой компаратор 14 и запоминающее устройство

13, Входы преобразователя 5 напряжениеток соединены с зажимами шунта, соединенного через коммутатор 2 с источником 1 напряжения, выполненным в виде источника напряжения постоянного тока. Первый

1805532

30

40 выход преобразователя 3 напряжение-ток соединен с вторым входом первого дифференциального усилителя и сдатчиком 8 температуры, второй вход преобразователя 5 напряжение — ток соединен с первым входом первого дифференциального усилителя 7 и с датчиком 8 температуры. Первый вход второго дифференциального усилителя 11 предназначен для подключения к первому выводу обмотки и подключен к зажиму шунта 3, а второй его вход — для подключения к второму выводу обмотки и подключен к источнику 1 напряжения постоянного тока.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в установках для сушки, пропитки и термообработки изоляции обмоток электрических машин с применением их нагрева.

Цель изобретения — повышение качества сушки изоляции обмоток электрических машин.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для сушки изоляции обмоток электрических машин; на фиг.2 — блок-схема устройства управления коммутатором, Устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин (фиг.1) содержит источник 1 напряжения постоянного тока, выполненный в виде выпрямителя по схеме

Ларионова, Один полюс источника напряжения постоянного тока подключен через последовательно соединенные коммутатор

2, выполненный в виде электромагнитного контактора типа KT6022/ZY, и шунт. 3 типа

75Ш СММ3-200-0,5, к первому выводу нагреваемой обмотки 4. Второй полюс источника напряжения постоянного тока 1 соединен со вторым выводом нагреваемой обмотки 4.

К первому и второму зажимам шунта 3 под ключены соответственно первый и второй входы преобразователя 5 напряжение -ток, выполненного по схеме источника тока, управляемого напряжением.

Переключатель 6 осуществляет переключение режимов, Второй выход преобразователя 5 напряжение — ток соединен с контактом 6,1 переключателя 6 и с первым входом первого дифференциального усилителя 7, выполненного по схеме электрометрического вычитателя. Первый выход преобразователя напряжение — ток соединен с контактом 6.2 переключателя 6 и с вторым входом первого дифференциального усилителя 7. Нагрузкой преобразователя напряжение — ток в режиме "Установка" явПервый вход аналого-цифрового преобразователя 12 соединен с выходом первого дифференциального усилителя 7, второй вход — с выходом второго дифференциального усилителя 11, выход — с входом запоминающего устройства 13 и с первым входом цифрового компаратора 14. Выход запоминающего устройства 13 соединен с вторым входом цифрового компаратора 14, первый и второй входы устройства 15 управления. коммутатором подключены параллельно датчику 8 температуры, а третий вход — к. выходу цифрового компаратора 14. 2 ил, ляется датчик температуры 8, установленный на технологической оснастке, представляющей собой каркас 9 для размещения нагреваемой обмотки. Каркас служит для

5 придания определенной формы обмоткам электрических машин в процессе их изготовл е н ия.

В качестве датчика температуры 8 использован медный термометр сопротивле10 ния. Нагрузкой преобразователя 5 напряжение — ток в режиме "Нагрев" является резистор 10, сопротивление которого . равно сопротивлению датчика температуры

8, установленного на каркасе 9 для разме15 щения нагреваемой обмотки, при температуре 0 С. На фиг.1 состояние контактов переключателя 6 показано в режиме "Нагрев". К первому выводу нагреваемой обмотки 4 подключен первый вход второго дифференциального усилителя 11, выполненного в виде аттенюатора, включающего в себя повторитель напряжения с входным делителем на резисторах (на чертеже не показан).

Ко второму выводу нагреваемой обмотки 4 подключен второй вход второго дифференциального усилителя 11. Выход первого дифференциального усилителя 7 подключен к входу опорного напряжения аналого— цифрового преобразователя 12, выполненного на микросхеме К1108ПВ1, Выход второго дифференциального усилителя 11 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12, Выход аналого-цифрового преобразователя 12 соединен с входом запоминающего устройства 13, выполненного на 0 -триггерах, и с первым входом цифрового компаратора 14, выполненного на микросхемах 134СП1. Выход запоминающего устройства 13 соединен со вторым входом цифрового компаратора 14. Выход цифрового компаратора 14 соединен с третьим

1805532 входом устройства управления коммутатором 15, Первый и второй входы устройства

15 управления коммутатором подключены к выводам датчика температуры 8, выход устройства 15 подключен к коммутатору 2.

Устройство 15 управления коммутатором (фиг.2) содержит одновибратор 16, выполненный на микросхеме К155А51

Прямой выход одновибратора 16 подключен к R -входу RS-триггера 17. К выводам датчика температуры 8 в режиме "Нагрев" подключены выходы источника тока 18, выполненного по схеме "токового зеркала".

Выводы датчика температуры 8 соединены с вторым и третьим входами аналогового компараторэ 19, выполненного на микросхеме К554САЗ. Первый вход аналогового компаратора 19 соединен с источником порогового напряжения (на чертеже не показан). Выход аналогового компэратора 19 через логический элемент И 20 подключен к

S-входу RS-триггера 17, Первый вход логического элемента И 20 соединен с инверсным выходом одновибратора 16.. Выход

RS-триггера 17 является выходом устройства управления коммутатором 15, Устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин (фиг,1) работает следующим образом.

На первый дифференциальный усили, тель 7 поступает сигнал либо с датчика температуры 8 либо с резистора 10, Первый дифференциальный усилитель 7 формирует опорное напряжение для аналого-цифрово.го преобразователя 12. На второй вход аналого-цифрового преобразователя 12 поступает напряжение с нагреваемой обмотки 4. Переключатель 6 устанавливают в положение "Установка". При этом опорное и входное напряжения соответствуют формулам:

Uon* = K7* K1 (йш Rt о (1+ Qt (TRt—

То)) (1), u„„=К11 I R," (1+Q(TR,— T.Ö (2) где К7* — коэффициент передачи первого дифференциального усилителя 7 в режиме

"Установка";

K1 — коэффициент передачи преобразователя напряжение — ток 5;

I — ток, проходящий через шунт 3 и нагреваемую обмотку 4;

Rttt-. сопротивление шунта 3;

Rt — сопротивление датчика температуры 8 при температуре To.

Qt — температурный коэффициент сопротивления датчика температуры 8;

TRt — температура датчика температуры 8;

K11 коэффициент передачи второго дифференциального усилителя 11;

R> — сопротивление нагреваемой обмотки 4 при температуре То;

5 Q- температурный коэффициент сопротивления нагреваемой обмотки 4 (меди);, TR, — температура нагреваемой обмотки

4, Код N, выдаваемый на запоминающее

10 устройство 13, пропорционален отношению входного напряжения к опорному. При равенстве температурных коэффициентов а и а1, а также при установлении равенства температур нагреваемой обмотки 4 и датчи15 ка температуры 8 (что соответствует началу нагрева) имеем:

Usx K11 1 Я Х (1+Q TRx — т )

То

Оон К7 К1 1 Вш Rt (1+Qt(TRt то)) 20

К7 K1 Re Rt

Таким образом, результат измерения приведен к стандартной температуре То и

25 не зависит от тока нагрева, К7 (4) К7*

С учетом выражения (3) имеем

N . Rx (1+а(Тоот — то)) =

К11

К7 K1 Нш Rt (5)

35 к7 к где K1 — коэффициент передачи первого дифференциального усилителя 7 в режиме

"Нагрев";

Топт- оптимальная конечная температу40 ра разогрева нагреваемой обмотки 4; . ЯхТопт — активное сопротивление нагреваемой обмотки 4, соответствующее температуре Топт.

Таким образом, в режиме "Установка" в запоминающее устройство 13 записывается код, пропорциональный активному сопротивлению нэгреваемой обмотки 4 при конечной температуре разогрева, и который хранится в запоминающем устройстве 13 в

5р течение всего цикла разогрева. Код N с выхода запоминающего устройства 13 посту- . пает на второй вход цифрового компаратора

14. На этом режиме "Установка " окончен.

Переключатель 6 устанавливают в режим

"Нагрев". Опорное напряжение в этом режиме соответствует значению .1)оп= К7ш. К1ш Ru> В10ш I (6), где Я1о — сопротивление резистора 10.

При й1о = R имеем то

1805532 4 — . (1+Г (танк то)) =К "х

К11 "х

Кт К1 Г1ш яt (7) где R< — текущее значение сопротивления нагреваемой обмотки 4.

Таким образом, в режиме "Нагрев" на выходе аналого-цифрового преобразователя 12 будет код, пропорциональный текущему значению сопротивления нагреваемой обмотки 4, с выхода аналого-цифрового преобразователя 12 поступает на первый вход цифрового компаратора 14. Сигнал с выхода цифрового компаратора 14 поступает íà устройство управления коммутатором 15, Устройство управления коммутатором 15 формирует сигнал, управляющий состоянием коммутатора 2. B начальный момент коммутатор 2 включен и нагреваемая обмотка 4 разогревается током от источника напряжения постоянного тока 1, сопротивление HB" греваемой обмотки 4 Rx увеличивается до

R I-I Ë È × È Í I

Я„"л =- й, "(1+а(Т... — Т.) (8)

При R =- R o" срабатывает цифровой компэрэтор 14 и устройство управления коммутатором 15 отключает коммутатор 2 нэ определенный интервал времени.

В течение этого интервала нагреваемая обмотка 4 остывает, подавая тепло каркасу

9 для размещения нагреваемой обмотки и окружающей среде. Включение коммутатора 2 осуществляется, по сигналу с датчика

1 температуры 8 при TR; < Tom после истечения упомянутого выше интервала времени, Таким образом, после нагрева обмотки 4 до оптимальной темпера1уры сушки Толт и каркаса 9 для размещения нагреваемой обмотки до температуры Т.лт температура обмотки технологической оснастки (каркаса) поддерживается на постоянном заданном уровне, При хорошей теплоизоляции ! изделия задают ToItt = Т вЂ”, .

Устройство управления коммутатором

15 (фиг.2) работает следующим образом, Сигнал с выхода цифрового компараторэ 14 запускает одновибратор 16, Одновибратор 16 формирует импульс положительной полярности, который, поступая нэ R-вход RS-триггера 17, сбрасывает его в "ноль", что приводит к отключению коммутатора 2 и удерживает его в таком состоянии, блокируя S-вход RS-триггера 17 с инверсного выхода через логический элемент И 20, После окончания импульса одновибрэтора 16 S -вход RS-триггера 17 рэзблокировывается.

В режиме "Нагрев" источник тока 18 нагружен на датчик температуры 8. А налоfoRt;lA компаратор 19 cpPçíèâàåò напряже10

55 ние с датчика температуры 8 с пороговым напряжением, равным напряжению, снимаемому с датчика температуры 8 при температуре Toot, При Олор > Од, т.е, при TRt < Tom сигнал с выхода аналогового компаратора

19 после окончания импульса одновибратора 16 вновь переводит RS-триггер 17 в "единицу", включая коммутатор 2.

Изменяя величину коэффициента передачи первого дифференциального усилителя 7 и величину порогового напряжения аналогового компаратора 19, можно задавать различные величины оптимальных температур.

Изобретение позволяет контролировать температуру каркаса, на который устанавливается обмотка, поддерживая необходимую оптимальную температуру самой обмотки, чем обеспечивается оптимальный режим сушки обмотки. Таким образом, изобретение позволяет повысить качество сушки изоляции обмоток электрических машин по сравнению с прототипом, в результате чего снижаются брак при изготовлении обмоток на 30%.

Предлагаемое устройство позволяет также обходиться без отключения его от сети переменного тока для проведения необ ходимых измерений,что дает возможность осуществлять процесс измерения непре- рывно, Формула изобретения

Устройство для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической машины, содержащее источник напряжения, коммутатор, вход которого соединен с выходом устройства управления коммутатором, шунт, запоминающее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сушки изоляции обмоток электрических машин путем повышения точности контроля температурных параметров обмотки, оно содержит датчик ( температуры, установленный на оправке, преобразователь напряжение — ток, два дифференциальных усилителя, аналогоцифровой преобразователь, цифровой компарэтор и запоминающее устройство, при этом входы преобразователя напряжение— ток соединены с зажимами шунта, соединенного через коммутатор с источником напряжения, BbllloflHBHHblNI в виде источника напряжения постоянного тока, первый выход преобразователя напряжение — ток соединен с вторым входом первого дифференциального усилителя и с датчиком температуры, второй выход преобразователя напряжение — ток соединен с первым входом первого дифференциального усилителя и с датчиком темперэтурь, первый вход

1805532

С 8b!X

ЦСБР

ЮМЩ

lfg1770Фиг.zСоставитель П,Везденев

Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор

Заказ 946 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 второго дифференциального усилителя предназначен для подключения к первому выводу обмотки и подключен к зажиму шунта, второй вход второго дифференциального усилителя предназначен для подключения к второму выводу обмотки и подключен к источнику напряжения постоянного тока, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом первого дифференциального усилителя, второй вход - с выходом второго дифференциального усилителя, выход — с входом запоминающего устройства и с первым входом цифрового компараторэ, выход запоминаю5 щего устройства соединен с вторым входом цифрового компаратора, первый и второй входы устройства управления коммутатором подключены параллельно датчику температуры, а третий вход — к выходу

10 цифрового компаратора.