АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для контроля теплового состояния электродвигателей различного отраслевого применения в процессе эксплуатации без вмешательства в конструкцию электрических машин.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является система контроля теплового состояния электродвигателя, реализующая способ эксплуатационного контроля нагрева и защиты электродвигателя по патенту РФ №2409884, МПК H02K 15/00, G01R 31/34, 20.01.2011, и содержащая устройство управления, датчик температуры, усилитель, имеющий автономный источник питания; сигнальный блок, имеющий задатчик; индикатор-светодиод, звуковой генератор-зуммер, отключающее устройство, магнитный пускатель, при этом датчик температуры соединен с усилителем, к выходу которого подключен вход сигнального блока, к первому выходу которого подключен индикатор-светодиод, к второму выходу - звуковой генератор-зуммер, а к третьему выходу - отключающее устройство, соединенное с магнитным пускателем, управляющим работой электродвигателя, причем датчик температуры размещен в полом болту с резьбой, который ввинчен в гнездо рым-болта корпуса электродвигателя.
Недостатком известной системы контроля теплового состояния электродвигателя являются ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные тем, что она применима только для электродвигателя, имеющего большую массу, в конструкции которого предусмотрено отверстие рым-болта для погрузочно-разгрузочных операций, а также из-за того, что она не позволяет одновременно контролировать тепловое состояние нескольких электродвигателей.
Кроме этого, в известной системе отсутствует возможность автоматического пуска электродвигателя, после его защитного отключения.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение эксплуатационных возможностей за счет увеличения количества и расширения типов одновременно контролируемых электродвигателей, а также автоматизация процесса защитного отключения и повторного пуска электродвигателей в процессе их эксплуатации без вмешательства в конструкцию.
Технический результат достигается тем, что в автоматизированной системе контроля теплового состояния электродвигателя, содержащей устройство управления, датчик температуры, согласно заявляемой полезной модели, датчик температуры размещен в воздушном пространстве лобовой части электродвигателя, при этом система дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, персональный компьютер, в который установлена программа контроля теплового состояния обмотки статора электродвигателя в процессе эксплуатации в режиме реального времени, причем датчик температуры подключен, через аналого-цифровой преобразователь, соединенный с персональным компьютером, к устройству управления, выполненному с возможностью приема сигнала, отключающего электродвигатель в случае перегрева обмотки и включающего его повторно при уменьшении температуры обмотки ниже пороговой температуры.
Таким образом, технический результат достигается тем, что датчик температуры размещен в воздушном пространстве лобовой части электродвигателя, при этом в систему дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, электронно-вычислительная машина, выполненная в виде персонального компьютера с установленной программой для контроля теплового состояния обмотки статора электродвигателя в процессе эксплуатации, причем выход датчика температуры соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом персонального компьютера, в программу которого поступают мгновенные значения температуры лобовой части электродвигателя, вычисляется фактическое значение температуры обмотки и сравнивается с уставками пороговых температур перегрева обмотки статора электродвигателя в режиме реального времени, а также вывод текущей информации на дисплей персонального компьютера, выход которого соединен с цифровым входом устройства управления, на который подается сигнал, отключающий электродвигатель в случае перегрева обмотки и включающий его повторно при уменьшении температуры обмотки ниже пороговой температуры.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема предлагаемой автоматизированной системы контроля теплового состояния электродвигателя.
Автоматизированная система контроля теплового состояния электродвигателя содержит устройство управления 1, контролируемый электродвигатель 2, датчик 3 температуры.
Отличием предлагаемой автоматизированной системы контроля теплового состояния электродвигателя от прототипа является то, что датчик 3 температуры размещен в воздушном пространстве лобовой части электродвигателя 2. Автоматизированная система дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь 4, персональный компьютер 5, в который установлена программа контроля теплового состояния обмотки статора электродвигателя 2 в процессе эксплуатации в режиме реального времени. Датчик 3 температуры подключен (через аналого-цифровой преобразователь 4, соединенный с персональным компьютером 5) к устройству управления 1. Устройство управления 1 выполнено с возможностью приема сигнала, отключающего электродвигатель 2 в случае перегрева обмотки и включающего его повторно при уменьшении температуры обмотки ниже пороговой.
Пример конкретного выполнения.
Автоматизированная система контроля теплового состояния электродвигателя содержит устройство управления 1, контролируемый электродвигатель 2, датчик 3 температуры, помещенный в воздушное пространство лобовой части электродвигателя через коробку выводов (на чертеже условно не показана), аналого-цифровой преобразователь 4 - N14472, персональный компьютер 5 с установленной программой контроля теплового состояния обмотки статора электродвигателя в процессе эксплуатации в режиме реального времени Signal Express 2.5 и графическим интерфейсом для отображения процесса контроля состояния обмотки статора электродвигателя в процессе эксплуатации.
Автоматизированная система контроля теплового состояния электродвигателей работает следующим образом.
Датчик 3 температуры помещают в воздушное пространство лобовой части электродвигателя 2 через коробку выводов. Производят запуск электродвигателя 2 посредством нажатия кнопки «Пуск» на передней панели устройства управления 1, при этом вал электродвигателя 2 приходит во вращение с заданной скоростью. Датчик 3 температуры измеряет температуру воздушного пространства лобовой части статора электродвигателя 2 в режиме реального времени, значение которого поступает в аналого-цифровой преобразователь 4 - N14472, для преобразования полученного значения из аналоговой в цифровую форму. Далее оцифрованная информация передается в персональный компьютер 5 по интерфейсу PCI. Программную поддержку аналого-цифрового преобразователя 4 - N14472 обеспечивает драйвер NI-DAQmx, установленный на персональном компьютере 5. Программа контроля тепловогосостояния обмотки статора электродвигателя 2 в процессе эксплуатации в режиме реального времени получает оцифрованное значение температуры воздушного пространства лобовой части статора от аналого-цифрового преобразователя 4 - N14472 с частотой обновления t, равной 0,5 с.
n
В программе происходит вычисление фактического значения температуры обмотки статора с учетом поправочного коэффициента k, равного 1,9÷2,1 и сравнение с уставкой пороговой температуры перегрева обмотки статора для данного типа электродвигателя 2 в режиме реального времени. В случае превышения температуры обмотки выше пороговой температуры, программой генерируется цифровой логический код "0", который подается на цифровой вход устройства управления 1, для останова электродвигателя 2, при этом на дисплей персонального компьютера 5 выводится информация, содержащая номер отключенного электродвигателя 2 и текущую температуру его обмотки. При уменьшении температуры обмотки ниже пороговой температуры, программой генерируется и подается на вход устройства управления 1 цифровой логический код "1", для повторного пуска данного электродвигателя 2.
Количество одновременно контролируемых электродвигателей 2 зависит только от количества входных каналов аналого-цифрового преобразователя 4.
Таким образом, задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, полностью решена, так как создана автоматизированная система контроля теплового состояния электродвигателя, позволяющая увеличить количество и расширить типы одновременно контролируемых электродвигателей, а также автоматизировать процесс защитного отключения и повторного пуска электродвигателя в процессе эксплуатации без вмешательства в конструкцию электрических машин.