Электродвигателя с аналоговой обработкой сигналов

Анализ возможных вариантов решения проблемы проектирования

Генерация идеи решения проблемы проектирования

В результате системного анализа принято решение о построении двух вариантов функционально-структурной схемы электронного модуля защиты электродвигателя (ЭМЗЭ): на цифровых и на аналоговых элементах. Выбор оптимального решения и окончательную разработку структурной схемы устройства примем на основании обоснованного выбора и расчета вариантов этих схем.

В дальнейших разделах дипломного проекта детально рассмотрены вопросы проектирования и разработки конструкции электронного модуля защиты электродвигателя, а также технологические процессы его изготовления.

Содержание структурной схемы разрабатываемого ЭМЗЭ определяется его назначением и схемой подключения электропривода. Использование ЭМЗЭ возможно в двух качествах:

- во-первых, как сигнальное устройство, по сути являющееся пороговым датчиком тока, температуры и вибраций, которое при нарушении установленных режимов работы, оговоренных в техническом задании, выдаёт сигнал аварии автоматизированной системе управления технологическим процессом (схеме управления электроприводом) или оператору, принимающему дальнейшее решение в сложившейся ситуации;

- во-вторых, ЭМЗЭ сам выполняет аварийное отключение электропривода при возникновении нештатной ситуации посредством управления устройством, коммутирующим цепь нагрузки (электромагнитный пускатель, контактор, полупроводниковый интегральный ключ).

Исходя из вышесказанного, и с учётом анализа рассмотренных вариантов решения проблемы защиты ЭД, изложенных выше в пояснительной записке проекта, можно утверждать, что для повышения вероятности безаварийной работы электродвигателей необходимо и достаточно разработать устройство, имеющее функции:

- контроль превышения потребляемого номинального тока (превышение предельной нагрузки электродвигателя, повышенное или пониженное питающее напряжение, межвитковое замыкание обмотки, заклинивание и т.д.);

- контроль пониженного потребления тока (вероятное повреждение системы привода нагрузки или питающих электрических цепей);

- контроль температуры корпуса электродвигателя (вероятное внешнее тепловое воздействие, нарушение системы охлаждения, повышение потерь в сердечнике в результате завальцовывания пластин электротехнической стали);

- контроль вибраций корпуса электродвигателя (повреждение подшипников электродвигателя);

- возможность совместной работы с двигателями переменного и постоянного тока;

- возможность коммутации управляющих цепей пускателей (контакторов);

- устройство должно обладать блокировкой возможности повторного пуска электродвигателя при возникновении нештатной ситуации;

- по возможности наличие телеметрического выхода преобразования контролируемый ток – напряжение.

В результате предлагается к рассмотрению два варианта структурных схем ЭМЗЭ с аналоговой и цифровой обработкой контролируемых параметров. Схемы приведены соответственно на рисунках П.1.10 и П.1.11.

Рисунок П.1.10 – Вариант структурной схемы модуля защиты

В варианте, представленном на рисунке П.1.10, сигнал, полученный с датчика тока, при помощи формирователя сигналов 1 преобразуется в нормированное значение напряжения, прямо пропорциональное контролируемой величине рабочего тока с заданной погрешностью. Далее, полученный сигнал сравнивается при помощи порогового устройства 1 с установкой верхнего и нижнего допустимых пределов значения тока контролируемой цепи.

В случае если величина контролируемого сигнала находится вне рабочей зоны, пороговое устройство 1 выдаёт сигнал на таймер, осуществляющий задержку по времени дальнейшего прохождения сигнала аварии на фиксированную величину времени. При условии не прекращения аварийного режима контролируемого тока таймер выдаёт команду на размыкание коммутатору цепи управления.

Работа тракта контроля температуры подобна работе тракта контроля рабочего тока нагрузки. Датчик температуры преобразует абсолютное значение температуры в электрический сигнал. Формирователь сигнала 2 преобразует сигнал к нормируемому значению напряжения, которое при помощи порогового устройства 2 сравнивается с фиксированной величиной напряжения установки. Выделенный сигнал нарушения температурного режима работы электродвигателя поступает на таймер. Далее процесс срабатывания коммутатора цепи управления полностью повторяет предыдущий случай аварии тока нагрузки.

Работа тракта контроля допустимых механических вибраций корпуса электродвигателя аналогична работе тракта контроля температуры.

Рисунок П.1.11 – Вариант структурной схемы модуля защиты

Дата добавления: 2014-12-27