Контроль температуры обмоток электрических машин переменного тока

Внедрение: 2019 г.

Система сбора данных E‑502 была применена при проверке схемотехнической реализации устройства контроля температуры обмотки и тепловой защиты электрических машин (ЭМ) переменного тока [1]. 

На рисунке 1 приведена принципиальная блок-схема предлагаемого варианта устройства. 

Рисунок 1. Блок-схема устройства для контроля температуры обмотки и тепловой защиты электрического двигателя (ЭД): 1 – измерительный шунт; 2 – обмотка статора ЭД, используемая в качестве термодатчика; 3 – первый регистрирующий блок (амплитудный детектор); 4 – второй регистрирующий блок (амплитудный детектор); 5 – третий регистрирующий блок (фазовый детектор); 6 – первый вычислительный блок (аналоговый перемножитель сигналов); 7 – второй вычислительный блок (аналоговый делитель двух сигналов); 8 – блок регистрации температуры обмотки 2 ЭД.

Схемотехническая реализация предлагаемого устройства была физически смоделирована на базе системы сбора данных E‑502. Пределы преобразования входных величин ЦАП и АЦП задавались программно, а процесс обработки экспериментальных данных и контроля температуры осуществлялся по соответствующим алгоритмам. Эксперимент проводился с применением двух одинаковых асинхронных ЭД, которые находились в одной и той же внешней среде с изменяющейся по определенной программе температурой. Температура перегрева обмотки статора каждого электродвигателя измерялась посредством предлагаемого способа термоконтроля, а температура перегрева обмотки одного из них (контрольного) дополнительно фиксировалась методом заложенных термопреобразователей. Система сбора данных Е‑502 в течение всего эксперимента использовалась в термостатированном варианте. По сравнительной оценке результатов измерений температур перегрева каждого из двигателей определялась эффективность нового способа термоконтроля.

Следует отметить, что для аналогового варианта все функциональные узлы структурной блок-схемы были реализованы посредством специализированных интегральных перемножителей К525ПС2А.

Проведенные на базе системы сбора данных Е‑502 стендовые испытания функционирования структурной блок-схемы устройства оперативного контроля температуры обмотки и тепловой защиты ЭД подтвердили корректность и эффективность предложенного схемотехнического решения и высокую точность измерения температуры, которая в диапазоне от 25 до 150 °С составляла ±0,2 °С. При этом получено, что введение в цепь испытуемых электродвигателей устройств контроля температуры обмотки не вносило искажений в режим их работы.

Предложенное авторами устройство с успехом может быть использовано не только для контроля нагрева обмоток и тепловой защиты ЭМ, но и для других электротехнических устройств, обмотки которых питаются от сети переменного напряжения.

Источник:
Контроль температуры обмоток и защита от перегрева электрических машин переменного тока / И.В. Брякин, И.В. Бочкарев, Х.Г. Багиев, К.К. Келебаев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2019. – Т. 19, № 1. – С. 75‑84. DOI: 10.14529/power190109

Разработчик: Брякин И.В. (ИАИТ НАН КР), Бочкарев И.В., Багиев Х.Г. (КГТУ им. И.Раззакова), Келебаев К.К. (БТК), г. Бишкек, Кыргызстан