Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 62-83::621.313.3

Sensorless determination of traction induction motor stator winding temperature

Kosmodamianskiy A.S. Dr. habil. of technical sciences, professor, head of the Department, Russian Open Transport Academy (MSUT branch), Department “Tractive Rolling Stock”, Moscow
Vorobyev V.I. Ph. D. of technical sciences, associate professor, Russian Open Transport Academy (MSUT branch), Department “Tractive Rolling Stock”, Moscow
Pugachev A.A. Ph. D. of technical sciences, associate professor, Russian Open Transport Academy (MSUT branch), Department “Tractive Rolling Stock”, Moscow

The short survey of different techniques of determination and measuring of traction induction motor stator winding temperature during its operation is presented. The long-term application of determination of temperature by equivalent thermal schemes is shown to have a number drawbacks among the sensorless techniques. The suggested determination of the stator winding temperature by means of periodically injected dc signal are discussed. The influence of dc signal on mechanical performance of the induction motor is evaluated, the technique of diminishing this influence is proposed.

Тепловая защита обмотки статора и стержней короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя определяется, в первую очередь, проблемой измерения или определения температуры обмотки и стержней. Точность и актуальность полученной системой защиты или регулирования температуры информации о тепловом состоянии – это ключевой фактор предотвращения повреждений изоляции из-за перегрева и продления срока ее службы.

Анализ методов и средств измерения температуры нагревающихся элементов асинхронных двигателей показал следующее [1, 2]. Применение некоторых из известных устройств для измерения температуры вращающихся обмоток тяговых электрических машин в условиях эксплуатации локомотивов затруднено по ряду причин: сложность этих устройств, необходимость вмешательства в конструкцию электрических машин, ограниченные возможности в реализации основных требований, предъявляемых к этим измерительным устройствам, в частности, универсальность (пригодность их для измерения температуры элементов электрических машин различных типов), простота настройки и регулирования (в том числе, изменение коэффициента передачи), возможность применения серийных элементов и др. В настоящее время более предпочтительным выглядит определение температуры бесконтактным или бездатчиковым методом, в основе которого лежит использование быстродействующей микропроцессорной системы. Здесь можно выделить два основных направления [3, 4].

Первое – это реализация тепловой модели асинхронного двигателя на основе, например, эквивалентной тепловой схемы замещения. Исходными данными в этом случае являются: мощность греющих потерь и температура окружающей среды, номинальные данные асинхронного двигателя, геометрические размеры статора и ротора, обмоточные данные статора и ротора (размеры пазов, замыкающих колец и тип короткозамкнутой обмотки ротора), характеристики материалов статора, ротора, обмотки статора и ротора (беличьей клетки). Следует отметить, что точное определение параметров тепловой модели затруднительно, т.к. требует слишком большого объема информации, для получения которого необходимы как теоретические, так и экспериментальные исследования конкретного двигателя. Кроме этого, ряд параметров меняется непосредственно во время работы в зависимости от скорости и температуры охлаждающего воздуха, влажности и т.д. Все эти факторы вносят существенную погрешность в определение температуры и сдерживают техническую реализацию этого направления.

For citation:
Kosmodamianskiy A.S., Vorobyev V.I., Pugachev A.A., Sensorless determination of traction induction motor stator winding temperature. Электроцех №2 2019. 2019;2.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: