Исследование и разработка информационно-измерительной системы температурного режима электродвигателя

Измерение температуры обмоток двигателя, стали статора, корпуса и т.д., является одним из необходимых диагностических факторов определения состояния  двигателя, его надежности и срока службы. Достоверная информация о текущем тепловом состоянии электродвигателя позволяет обеспечить, в первую очередь, защиту электродвигателя от возможных аварийных режимов, связанных с температурными изменениями.

Темой работы является исследование и разработка информационно-измерительной системы температурного режима электродвигателя. Предполагается разработать систему регулирования температуры двигателя с целью исключения срабатывания защиты путем воздействия на частоту вращения.

Для создания системы регулирования температуры двигателя используется контроллер Arduino Uno, который подключается непосредственно к ПК, цифровые датчики температуры DS18B20, блок электромеханических реле и программная оболочка Arduino IDE.

Рисунок 1 - Схема подключения датчика DS18B20 к Arduino.

На Рисунке 1 представлена схема подключения датчика DS18B20 к контроллеру Arduino. Информация о температуре выводится на экран в программной оболочке Arduino IDE, что позволяет получать информацию о температуре двигателя в реальном времени.

Объектом исследования является асинхронный двигатель АИР63В4У3, у которого нагрузка зависит от частоты вращения. Проведя исследования методов воздействия на температуру двигателя, получили, что при уменьшении частоты вращения снижается нагрузка на валу двигателя, после чего двигатель перестает нагреваться и температура постепенно приходит в норму. На Рисунке 2 представлена схема регулирования частоты вращения электродвигателя.

Рисунок 2 - Схема регулирования частоты вращения двигателя.

Следуя полученному результату, была разработана программная часть данной системы, суть которой заключается в следующем: при достижении критической температуры автоматически уменьшается частота вращения двигателя и нагрузка на валу, после того, как температура нормализуется, следует снова увеличить частоту вращения двигателя.

Данная система осуществляет автоматическое регулирование температуры двигателя в реальном времени, в том числе учитывая температуру окружающей среды, исключая срабатывание защиты двигателя при превышении допустимого уровня нагрева.