Электродвигателя с аналоговой обработкой сигналов
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
Электродвигателя с цифровой обработкой сигналов
В варианте структурной схемы модуля защиты ЭД, представленного на рисунке П.1.11, полученные величины сигналов с датчиков тока, температуры и вибраций нормируются соответствующими каналами измерения. После чего аналоговые сигналы через коммутатор каналов поступают на аналого-цифровой преобразователь. Полученная в двоичном коде информация о действующем значении тока, температуре и вибрациях обрабатывается однокристальным микроконтроллером, и, по мере необходимости, может быть передана в систему автоматизированного управления при помощи канала связи с электронно-вычислительной машиной. В данном случае микроконтроллер выполняет функции анализа аварийной ситуации и при определении нештатного режима работы электродвигателя через установленное программно время задержки выдаёт команду на размыкание коммутатору цепи управления.
Вариант, представленный на рисунке П.1.10, проще в исполнении, позволяет достичь желаемого результата с применением элементов значительно меньшей степени интеграции, следовательно, должен иметь меньшую себестоимость по сравнению со вторым вариантом. Как следствие, для обслуживания ЭМЗЭ по первому варианту достаточно менее высокой квалификации обслуживающего персонала, что по техническому заданию проекта для агропромышленных условий эксплуатации таких устройств является определяющим. Устройство защиты ЭД также должно обладать высокой ремонтопригодностью.
Преимущества варианта с цифровой обработкой контролируемых сигналов заключаются в возможности осуществления более гибкого алгоритма работы ЭМЗЭ в той или иной ситуации. Например, выдача предупреждающих сигналов при приближении значений контролируемых сигналов к критическому уровню. Кроме того, структурная схема на базе микроконтроллера позволяет более свободно дополнительно наращивать количество каналов измерения. Это может быть необходимо при контроле работы трёхфазных машин переменного тока, или, когда требуется, контролировать параметры и режимы работы одновременно нескольких электрических машин.
Таким образом, в условиях, сформулированных техническим заданием проекта, на данном этапе можно считать более актуальным осуществление построения структурной схемы ЭМЗЭ по первому варианту. Тем более реализация этого варианта требует меньших затрат по времени и ограниченных людских и материальных ресурсов.
Второй вариант можно считать дальнейшей перспективой развития данной темы.