FI121293B - Control of a brake function - Google Patents
Control of a brake function Download PDFInfo
- Publication number
- FI121293B FI121293B FI20085922A FI20085922A FI121293B FI 121293 B FI121293 B FI 121293B FI 20085922 A FI20085922 A FI 20085922A FI 20085922 A FI20085922 A FI 20085922A FI 121293 B FI121293 B FI 121293B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- voltage
- drive
- udc
- limit value
- power semiconductors
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/24—Arrangements for stopping
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
Description
JARRUTUSTOIMINNON OHJAUSBRAKE FUNCTION CONTROL
Tekniikan ala 5 Tämän keksinnön kohteena on sähköisen jarrutustoiminnon ohjaa minen sähkökäytössä, johon kuuluu taajuusmuuttajalla syötetty kestomagneet-timoottori. Erityisesti keksinnön kohteena on jarrutustoiminnon ohjaus tilanteessa, jossa taajuusmuuttajaa syöttävän sähköverkon jännite on poikki.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the control of an electric braking function in an electric drive comprising a permanent magnet motor driven by a frequency converter. In particular, the invention relates to controlling a braking function in a situation where the voltage of the mains supplying the frequency converter is broken.
10 Tunnettu tekniikka10 Prior Art
Kestomagneettimoottori on eräs yleisesti käytetty moottorityyppi monissa teollisuuden sovelluksissa, esimerkiksi nykyaikaisissa hisseissä. Tällaisessa moottorissa on tyypillisesti kolmivaiheinen käämitys staattorissa ja root-15 torin pintaan kiinnitetyt kestomagneetit. Tällainen moottori on luonteeltaan tahtikone, jonka roottori pyörii ilman jättämää staattorikäämitykseen syötetyn jännitteen taajuuden määräämällä nopeudella. Pyörimisnopeuden säätö toteutetaan edullisesti taajuusmuuttajalla.The permanent magnet motor is a commonly used type of motor in many industrial applications such as modern elevators. Such an engine typically has a three-phase winding on the stator and permanent magnets mounted on the surface of the root-15 market. Such a motor is by nature a synchronous machine whose rotor rotates without leaving at the speed determined by the frequency of the voltage applied to the stator winding. The rotation speed control is preferably implemented with a frequency converter.
Hissijärjestelmän tai vastaavan sähkömoottorikäyttöisen laitteiston 20 turvallisen toiminnan varmistamiseksi toimintahäiriötilanteessa, kuten sähkökatkoksessa, käytetään mekaanista jarrua. Turvallisuuden varmistamiseksi myös mekaanisen jarrun vikaantumisen varalta on patenttijulkaisun WO 2008/031915 mukaisesti tunnettua käyttää ns. dynaamista jarrutusta, mikä tarkoittaa moottorin syöttöliitäntöjen oikosulkemista. Oikosulun voi aikaansaada esim. kontakto-25 rilla tai taajuusmuuttajakäytöissä edullisesti myös kytkemällä johtaviksi kaikki moottoria syöttävän taajuusmuuttajan lähtövaiheiden alahaarojen tehopuolijoh-teet, tai vaihtoehtoisesti vain niiden vaiheiden negatiiviset tehopuolijohteet, joissa moottorivirran suunta on moottorista poispäin, johtaviksi, jolloin kontaktorin vaatima kustannus luonnollisesti jää pois. Mikäli roottori lähtee pyörimään täl-30 laisen oikosulun aikana, muodostuu staattorikäämitykseen jännite joka aikaansaa oikosulkuvirran, joka puolestaan aiheuttaa roottorin pyörimistä vastustavan voiman. Näin moottorin pyörimisnopeus rajoittuu kohtuulliseksi jolla pyritään välttämään vahingot esimerkiksi hissikorin törmätessä liikerajoittimeen.A mechanical brake is applied to ensure the safe operation of the elevator system or similar electric motor driven equipment 20 in the event of a malfunction, such as a power failure. In order to ensure safety also in the event of failure of the mechanical brake, it is known to use a so-called "brake" according to WO 2008/031915. dynamic braking, which means short-circuiting the motor supply connections. Short-circuiting can be achieved, e.g., in contact-25 drives or inverter drives, preferably also by conducting all of the output semiconductors of the downstream phases of the inverter supplying the motor, or alternatively only the negative power semiconductors of phases where the motor current is away from the motor. If the rotor starts to rotate during such a short-circuit, a voltage is generated in the stator winding which causes a short-circuit current, which in turn causes a resistance to the rotor rotation. Thus, the engine speed is limited to a reasonable amount, which is intended to prevent damage, for example, when the elevator car collides with the motion limiter.
Ko. patentin mukaisessa järjestelyssä taajuusmuuttajalla ohjatun 35 tahtimoottorin jarruttamiseksi moottorin jarrutusvirtaa ohjataan kytkemällä taajuusmuuttajan vaihtosuuntaajan vaihtokoskettimia. Menetelmässä kytketään joko vaihtosuuntaajan negatiivisten tai positiivisten vaihtokoskettimien avulla moottorin vaiheet lyhytaikaisesti oikosulkuun. Tällöin jarrutusvirta alkaa kasvaa 2 moottorin lähdejännitteen ohjaamana. Kun vaihtokoskettimet avataan, jarrutus-virta pyrkii kulkemaan positiivisten vaihtokoskettimien rinnalla olevien vastarin-nankytkettyjen diodien kautta välipiiriin. Tällöin välipiirissä oleva kondensaattori alkaa varautua ja välipiirijännite alkaa kasvaa. Kun oikosulun muodostaneita 5 vaihtokoskettimia avataan ja suljetaan lyhyin pulssein, siirtyy jarrutusteho moottorin välityksellä taajuusmuuttajan välipiiriin pulssimaisesti. Ko. patentin mukaisesti jarrutusteho siirretään moottorin välityksellä taajuusmuuttajan välipiiriin ja edelleen jonkin taajuusmuuttajaa ohjaavan laitteiston ohjausjärjestelmään siten, että mainittu ohjausjärjestelmä saa käyttösähkönsä moottorin jarrutustehosta. 10 Moottorin jarrutusteho voidaan syöttää myös esimerkiksi moottorin liikkumisesta kertovalle näyttölaitteelle, joka ohjataan moottorin jarrutustehon avulla. Kun tah-timoottorina käytetään ko. patentin mukaisesti kestomagneettimoottoria ja jarrutuksen ohjauksen käyttöjännite tehdään sanotun moottorin lähdejännitteestä tasasuuntaamalla, voidaan dynaaminen jarrutus toteuttaa kokonaan ilman erille lista sähkönsyöttöä.Ko. in the patent arrangement, the braking current of the drive controlled by the frequency converter 35 is controlled by connecting the inverter changeover contacts of the frequency converter. In the method, the motor phases are short-circuited by either inverter negative or positive inverter contacts. The braking current then begins to increase, controlled by the source voltage of the 2 motors. When the changeover contacts are opened, the braking current tends to pass through the resistor-connected diodes adjacent to the positive changeover contacts to the intermediate circuit. Then the capacitor in the intermediate circuit starts to charge and the intermediate circuit voltage starts to increase. When the short-circuited changeover contacts 5 are opened and closed with short pulses, the braking power is transmitted via the motor to the intermediate circuit of the drive in a pulsed manner. Ko. according to the patent, the braking power is transmitted via the motor to the intermediate circuit of the frequency converter and further to the control system of some equipment controlling the frequency converter so that said control system receives its power from the braking power of the motor. 10 Engine braking power can also be supplied, for example, to an engine movement monitor which is controlled by the engine braking power. When used as a stroke engine, the aforesaid. According to the patent, the permanent magnet motor and the brake control operating voltage are made by rectifying the source voltage of said motor, the dynamic braking can be achieved completely without additional power supply.
Tällöin dynaamisen jarrutuksen ohjauslaitteista ottaa ohjaussäh-könsä suoraan välipiirijännitteestä, ja jarrutuksen ohjaus käynnistetään automaattisesti välipiirijännitteen saavuttaessa ennalta määrätyn arvon. Kun välipiirijännite alkaa kasvaa roottorin lähtiessä pyörimään, ohjauslaitteista kytkeytyy 20 päälle ja alkaa jarruttaa moottoria. Tällöin ei siis tarvita erillistä energiavarasta^ dynaamisen jarrutuksen ohjauslaitteistolle, vaan dynaaminen jarrutus toimii myös esimerkiksi tilanteissa, joissa järjestelmän ohjaussähköt on katkaistu.In this case, the dynamic braking control devices draw their control power directly from the intermediate circuit voltage, and the braking control is automatically activated when the intermediate circuit voltage reaches a predetermined value. As the intermediate circuit voltage begins to increase as the rotor begins to rotate, the control means 20 is engaged and begins to brake the motor. Thus, there is no need for a separate energy reserve for the dynamic braking control system, but the dynamic braking also works, for example, in situations where the system's control electricity is cut off.
Virran, kuten esimerkiksi edellämainitun oikosulkuvirran, kulkiessa 25 taajuusmuuttajan tehopuolijohteiden kautta niissä muodostuu runsaasti hä-viötehoa, minkä vuoksi on tavanomaista kiinnittää ne rivoituksella varustettuun jäähdyttimeen. Jäähdytystä voidaan tunnetusti tehostaa käyttämällä puhallinta kiihdyttämään rivoituksen kautta kulkevan ilman virtausta.As current, such as the aforementioned short-circuit current, passes through the power semiconductors of the frequency converter 25, there is a large loss of power therein, which is why it is conventional to attach them to a lattice cooler. Cooling can be known to be enhanced by using a fan to accelerate the flow of air through the lining.
Puhaltimen syöttöjännite voidaan muodostaa muuntajalla taajuus-30 muuttajan syöttöjännitteestä tai edullisesti konvertterilla taajuusmuuttajan välipii-rin jännitteestä. Ensimmäisessä tapauksessa voidaan käyttää AC-puhallinta tai AC/DC-konvertteria ja DC-puhallinta, jälkimmäisessä tapauksessa on normaalia käyttää DC/DC-konvertteria ja DC-puhallinta. Molemmissa tapauksissa on luonnollista ettei puhallin ja sen aikaansaama tehostettu tehopuolijohteiden 35 jäähdytys toimi silloin kun taajuusmuuttajan syöttöjännite on katkennut ja välipii-rin jännitekin sen seurauksena laskenut alas.The fan supply voltage may be formed by a transformer from the supply voltage of the frequency converter or preferably by a converter from the voltage of the inverter circuit. In the former case, an AC fan or an AC / DC converter and a DC fan can be used, in the latter case it is normal to use a DC / DC converter and a DC fan. In both cases, it is natural that the fan and the enhanced cooling of the power semiconductors 35 provided by it do not work when the supply voltage to the drive is interrupted and consequently the intermediate circuit voltage is lowered.
Dynaamisen jarrun vaatima oikosulkuvirta voi olla samaa luokkaa kuin taajuusmuuttajan nimellinen lähtövirta. Jarrutustilanne voi kestää pitkään- 3 kin, jopa useita minuutteja, joka voi olla pitempi aika kuin ripajäähdyttimen aikavakio. Tällaisessa tilanteessa on vaarana komponenttivaurio ylilämmön vuoksi silloin kun oikosulku tehdään oikosulkemalla taajuusmuuttajan lähtövaiheiden alahaarojen tehopuolijohteet.The short-circuit current required by the dynamic brake may be of the same order as the nominal output current of the drive. The braking situation can last for a long time, up to several minutes, which may be longer than the time constant of the fin cooler. In such a situation, there is a risk of component damage due to overheating when short-circuiting is made by short-circuiting the power semiconductors of the drive downstream phases.
55
Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön tarkoituksena on tuoda ratkaisu tunnetun teknii-10 kan mukaiseen ongelmaan silloin, kun dynaaminen jarrutus on toteutettu ohjaamalla kestomagneettimoottoria syöttävän taajuusmuuttajan lähtövaiheiden ylä- tai alahaarojen tehopuolijohteet oikosulkuun.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a solution to the prior art problem where dynamic braking is accomplished by short-circuiting the power semiconductors of the output phases of the upstream or downstream phases of the frequency converter supplying the permanent magnet motor.
Keksinnössä muodostetaan puhaltimen syöttöjännite konvertterilla taajuusmuuttajan välipiirin jännitteestä.In the invention, the supply voltage of the fan is formed by a converter from the voltage of the frequency converter circuit.
15 Keksinnön mukaisesti taajuusmuuttajassa käytetään ensimmäistä apujännitelähdettä, joka herää toimimaan välipiiirijännitteen noustessa ensimmäiselle tasolle, joka voi olla esim. noin 20 V. Tämä apujännitelähde tarjoaa käyttöjännitteen vähintään lähtövaiheiden ylä- tai alahaarojen tehopuolijohteita ohjaaville hllaohjaimille sekä sellaiselle osalle taajuusmuuttajan ohjauspiirejä, 20 jotka kykenevät muodostamaan yksinkertaisen pulssikuvion ko. ylä- tai alahaaroja ohjaaville hilaohjaimille.According to the invention, the drive uses a first auxiliary voltage source which wakes up to operate when the intermediate circuit voltage rises to a first level, which may be e.g. 20 V. This auxiliary voltage co. for upper or lower gate guides.
Mainitun yksinkertaisen pulssikuvion mukaisesti ohjataan ylä- tai alahaarojen tehopuolijohteita johtaviksi pulssimaisesti ja niiden kautta moottorin napoja oikosulkuun, jolloin oikosulkuvirta kasvaa moottorin sisäisten impedans-25 sien määräämälle tasolle. Edelleen saman pulssikuvion mukaisesti oikosulku poistetaan ajoittain, jolloin moottorin induktiivinen virta lataa välipiirin kondensaattoria. Näin jarrutustehoa siirretään pulssimaisesti taajuusmuuttajan välipii-riin. Toiminta vastaa tunnetun ns. step-up konvertterin toimintaa.According to said simple pulse pattern, the power semiconductors of the upper or lower arms are pulsed to conduct the motor poles to a short circuit, thereby increasing the short circuit current to the level determined by the internal impedances of the motor. Further, according to the same pulse pattern, the short circuit is intermittently removed, whereby the inductive current of the motor charges the intermediate circuit capacitor. In this way, the braking power is pulsed to the intermediate circuit of the drive. The operation corresponds to a known so-called. step-up converter operation.
30 Kun välipiirin jännite on noussut riittävästi, esimerkiksi 200 V tasol le, herää taajuusmuuttajan toinen, varsinainen pää-apujännitelähde, joka tarjoaa käyttöjännitteet koko järjestelmälle ja keksinnön mukaisessa tapauksessa myös jäähdytystä tehostavalle tuulettimelle. Näinollen, dynaamisen jarrutusti-lanteen edelleen jatkuessa, ovat kaikki tehopuolijohteet tästä eteenpäin hyvin 35 jäähdytettyjä, jolloin tilanteen jatkumiselle ei ole mitään aikarajoitusta.When the voltage of the intermediate circuit has risen sufficiently, for example to 200 V, the second main auxiliary voltage source of the frequency converter wakes up, supplying power to the whole system and, in the case of the invention, also to the cooling fan. Thus, as the dynamic braking situation continues, all power semiconductors are henceforth well cooled, so that there is no time limit for the situation to continue.
Keksinnön mukainen järjestely lisää laitteen luotettavuutta silloin kun dynaaminen jarru toteutetaan tehopuolijohteita oikosulkemalla. Etenkin jos 4 oikosulkuvirta on huomattava, esimerkiksi yli 30% laitteen nimellisvirrasta, on keksinnön mukainen järjestely välttämätön vaurioiden estämiseksi.The arrangement of the invention increases the reliability of the device when the dynamic brake is implemented by short-circuiting the power semiconductors. Especially if the short-circuit current 4 is significant, for example, more than 30% of the rated current of the device, the arrangement according to the invention is necessary to prevent damage.
Piirustusten lyhyt kuvaus 5Brief Description of the Drawings
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissaThe invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
Kuvio 1 esittää taajuusmuuttajan pääpiiriä ja moottoria,Figure 1 shows the main circuit and motor of the drive,
Kuvio 2 esittää dynaamisen jarrutuksen kannalta oleellisia taajuus-10 muuttajan ja moottorin osia,Figure 2 shows the frequency-converter and motor components essential for dynamic braking,
Kuvio 3 esittää alahaaran IGBT.itten ohjaussignaaleja sekä moottorin oikosulkuvirran ja taajuusmuuttajan välipiirin jännitteen käyrämuotoja,Figure 3 shows the control signals of the downstream IGBTs and the voltage curves of the motor short circuit current and the drive intermediate circuit,
Kuvio 4 esittää alahaaran IGBT:itten ohjaussignaaleja, taajuus-muuttajan välipiirin jännitteen käyrämuotoa ja apujännitelähteiden heräämistä.Fig. 4 shows the control signals of the downstream IGBTs, the waveform of the frequency converter intermediate circuit and the wakeup of the auxiliary voltage sources.
1515
Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention
Kuviossa 1 on esimerkki normaalin kolmivaiheisen PWM-taajuusmuuttajan pääpiiristä, jossa on kolmivaiheinen syöttöjännite L1, L2, L3, 20 diodeista koostuva verkkosilta 10 syöttöverkon kolmivaiheisen vaihtojännitteen tasasuuntaamiseksi tasajännitevälipiirin tasajännitteeksi UDc jota suodatetaan suotokondensaattorilla Cdc. kolmesta tehopuolijohteilla toteutetusta vaihekytki-mestä koostuva kuormasilta 11, joka muodostaa välipiirin tasajännitteestä kolmivaiheisen lähtöjännitteen U, V, W moottorin 13 syöttämiseksi sekä ohjausyk-25 sikkö 12. Nykyaikaisissa taajuusmuuttajissa vaihekytkinten tehopuolijohde-komponentit ovat useimmiten kuvion esimerkin mukaisesti IGBT-transistoreita, joiden rinnalle on kytketty ns. nolladiodit. Taajuusmuuttajan ottaman verkkovirran yliaaltojen suodattamiseksi normaalisti käytetty induktiivinen komponentti jommallakummalla puolella verkkosiltaa on tämän keksinnön kannalta merkityk-30 settömänä jätetty kuvioon piirtämättä.Fig. 1 shows an example of a main circuit of a standard three-phase PWM frequency converter with a three-phase supply voltage L1, L2, L3, 20 diodes mains bridge 10 for rectifying the three-phase alternating voltage of the supply network to a dc voltage dcd. a load bridge 11 consisting of three power semiconductor phase switches, which provides an intermediate circuit for supplying a three-phase output voltage U, V, W to motor 13, and a control unit 12. In modern frequency converters, the so-called. free-wheeling diodes. The inductive component normally used to filter the mains current taken by the drive on either side of the network bridge is insignificant for purposes of the present invention, not drawn in the figure.
Kuviossa 2 on esitetty tämän keksinnön mukaisen toiminnan kannalta oleelliset taajuusmuuttajan ja moottorin komponentit. Tässä esimerkissä keksintöä kuvataan pelkästään alahaaran oikosulkujen avulla, mutta on mahdol-35 lista käyttää myös ylähaaran oikosulkuja. Käytännössä alahaarojen ohjaaminen on yksinkertaisempaa, koska kaikki alahaarojen tehopuolijohteiden ohjauspiirit sijaitsevat samassa potentiaalissa.Figure 2 shows the drive and motor components essential to the operation of the present invention. In this example, the invention is described solely by means of short-circuit short circuits, but it is also possible to use a list of short-circuit short circuits. In practice, the control of the lower arms is simpler, since all the power semiconductor control circuits of the lower arms are located at the same potential.
55
Dynaamisen jarrutuksen toiminnan vaatima oikosulku muodostuu, kun hilaohjain GD ohjaa kaikki alahaaran IGBT-tehopuolijohteet V4, V5, V6 johtaviksi. Moottorin oikosulkuvirta kulkee tällöin vaihevirran suunnasta riippuen joko näiden komponenttien tai niiden rinnalle kytkettyjen nolladiodien D4, D5, De 5 kautta. Kun IGBT:t ohjataan johtamattomaan tilaan ohjaussignaalien G4i G5, G6 avulla, siirtyy moottorin virta kulkemaan vaihevirran suunnasta riippuen joko ylähaaran nolladiodien Di, D2, D3 tai alahaaran nolladiodien D4, D5, De kautta lataamaan välipiirin kondensaattoria Cdc· Taajuusmuuttajan ensimmäinen apu-jännitelähde PS1, joka herää hyvin alhaisella välipiirin jännitteellä Udc, tarjoaa 10 käyttöjännitteen pelkästään sellaiselle osalle ohjauspiirejä, jotka kykenevät ohjaamaan alahaaran IGBT-tehopuolijohteita. PS2 on varsinainen pääapujännite-lähde, joka tarjoaa käyttöjännitteet koko ohjausjärjestelmälle ja tämän keksinnön mukaisesti myös jäähdytyspuhaltimelle F. Molemmat apujännitelähteet ottavat syöttöjännitteensä välipiirin kondensaattorista CDc-15 Kuviossa 2 on esitetty myös moottorin M sijaiskytkentä, johon kuu luvat vaihekohtaiset sähkömotoriset jännitteet Um ja vaihekohtaiset sarjaimpe-danssit Zm. Kestomagneettimoottorilla jännite Um on tunnetusti verrannollinen pyörimisnopeuteen. Sarjaimpedanssi Zm koostuu resistiivisestä ja induktiivisesta komponentista. Pienillä taajuuksilla resistiivinen komponentti on hallitseva, 20 joten silloin kun dynaaminen jarrutus onnistuu tarkoitetulla tavalla rajoittamaan pyörimisnopeutta pysyy oikosulkuvirta sen määräämässä arvossa oikosulun ajallisesta kestosta riippumatta.The short-circuit required for dynamic braking operation is formed when the gate controller GD drives all the downstream IGBT power semiconductors V4, V5, V6. The short-circuit current of the motor then passes through these components or through the neutral diodes D4, D5, De5 connected to them, depending on the direction of the phase current. When the IGBTs are driven to a nonconductive state by the control signals G4i G5, G6, the motor current travels, depending on the direction of the phase current, through either the uplink zero diodes D1, D2, D3 or the downstream zero diodes D4, D5, De to charge the intermediate capacitor which wakes up at a very low intermediate circuit voltage Udc, provides 10 operating voltages only for a portion of the control circuits that are capable of controlling the downstream IGBT power semiconductors. The PS2 is the main auxiliary voltage source which supplies the supply voltage to the entire control system and also to the cooling fan F according to the present invention. Z m. With a permanent magnet motor, the voltage Um is known to be proportional to the rotational speed. The series impedance Zm consists of a resistive and an inductive component. At low frequencies, the resistive component is dominant, so that when the dynamic braking succeeds in deliberately limiting the rotation speed, the short circuit current will remain at its set value, regardless of the duration of the short circuit.
Kuviossa 3 on esitetty moottorin oikosulkuvirran iM ja välipiirin jän-25 niiteen udc luonteenomainen käyttäytyminen dynaamisen jarrutuksen aikana. Signaali G4 G5 G6 kuvaa alahaaran IGBT-kytkinten ohjausta, jossa signaalin yläasento vastaa sitä, että kaikki IGBT:t on kytketty johtaviksi ja ala-asento sitä, että ne eivät johda virtaa. Oikosulkutilanteessa, ennen ajanhetkiä h ja t3, virta Im kasvaa moottorin sarjaimpedanssin määräämällä aikavakiolla kohti lopullista 30 arvoaan, ja samanaikaisesti välipiirin jännite alenee apujännitelähteen kuormittamana. Silloin kun oikosulkua ei ole, aikaväleillä ti...t2 ja t3...t4, moottorin induktiivinen virta lataa välipiirin kondensaattoria jonka jännite nousee. Koska apujännitelähteen energiankulutus oikosulun aikana on tyypillisesti paljon vähäisempi kuin yhden välipiirin kondensaattoria lataavan virtapulssin energia, 35 kasvaa välipiirin kondensaattorin jännite jokaisella toimintajaksolla (esim. jakso ti. t3).Fig. 3 shows the characteristic behavior of the motor short-circuit current iM and the intermediate loop pin 25 udc during dynamic braking. Signal G4 G5 G6 illustrates the control of the lower branch IGBT switches, where the upper position of the signal corresponds to the fact that all IGBTs are wired and the lower position means that they do not conduct current. In the short-circuit situation, before the times h and t3, the current Im increases with the constant constant of the motor impedance towards its final value 30, and at the same time the intermediate circuit voltage drops under the auxiliary voltage supply. When there is no short circuit, at time intervals t1 ... t2 and t3 ... t4, the inductive current of the motor charges the intermediate circuit capacitor whose voltage rises. Since the auxiliary power source power consumption during a short circuit is typically much less than the current pulse charging current of one intermediate circuit capacitor, the voltage of the intermediate circuit capacitor increases with each cycle (e.g., cycle t3).
Säätämällä oikosulkuajan suhteellista osuutta koko toimintajaksosta on mahdollista saavuttaa tilanne, jossa apujännitelähteen energiankulutus 6 on sama kuin latausvirtapulssien energia, jolloin välipiirin jännite ei enää nouse, vaan se voidaan pitää esimerkiksi normaalilla toiminta-alueella.By adjusting the proportion of the short-circuiting time to the total duty cycle, it is possible to achieve a situation where the auxiliary power source energy consumption 6 is the same as the charge current pulses, whereby the intermediate circuit voltage no longer rises;
Kuviossa 4 on esitetty kuinka keksinnön mukainen dynaaminen jar-5 rutus alkaa. Oletus tässä on, että ennen ajanhetkeä t0 kestomagneetti-moottori on lähtenyt pyörimään kiihtyvällä vauhdilla, jolloin sen sisäinen jännite (Um kuviossa 2) kasvaa ladaten välipiirin kondensaattoria nolladiodien D^.De kautta. Kun kondensaattorin jännite udc saavuttaa ensimmäisen raja-arvon UDC(iimi). käynnistyy ensimmäinen apujännitelähde PS1, jolloin myös dynaamisen jarru-10 tuksen ohjaukseen kykenevä logiikka ja hilaohjain GD heräävät, ja alahaaran IGBT:t oikosuljetaan hetkellä to. Kuviossa 3 esitetyn toiminnan mukaisesti moottorin oikosulkuvirta alkaa tällöin kasvaa ja välipiirin jännite alentua. Jännitteen alenemisen ensimmäisen oikosulkujakson aikana voi olettaa olevan niin vähäinen, että apujännitelähde PS1 pysyy koko ajan toiminnassa. Kun oikosul-15 ku päättyy hetkellä ti, välipiirin jännite nousee nopeasti kunnes uusi oikosulku-jakso alkaa hetkellä t2. Toiminta jatkuu näin kunnes välipiirin jännite nousee toiseen raja-arvoon uDc(iim2) ajanhetkellä tx, jolloin käynnistyy taajuusmuuttajan varsinainen apujännitelähde PS2. PS2 syöttää käyttöjännitteen myös taajuus-muuttajan jäähdytyspuhaltimelle, joten tästä ajanhetkestä lähtien tehopuolijoh-20 teiden jäähdytys toimii tarkoitetulla tavalla, mikä puolestaan on edellytys sille että moottoria voidaan jarruttaa pitkiä aikoja kohtuullisella virralla.Figure 4 illustrates how the dynamic brake-5 actuation of the invention begins. The assumption here is that before the time t0, the permanent magnet motor has started to rotate at an accelerating rate, whereby its internal voltage (Um in Fig. 2) increases by charging the intermediate circuit capacitor through the zero diodes D ^ .De. When the capacitor voltage udc reaches the first limit UDC (iim). the first auxiliary voltage source PS1 is started, whereupon the dynamic brake 10 control logic and the gate controller GD wake up, and the IGBTs of the lower branch are short-circuited at t0. In accordance with the operation shown in Figure 3, the short circuit current of the motor then begins to increase and the intermediate circuit voltage decreases. The voltage drop during the first short-circuit can be assumed to be so small that the auxiliary voltage source PS1 remains operational at all times. When the short circuit 15 k ends at t1, the intermediate circuit voltage rises rapidly until a new short circuit begins at t 2. The operation thus continues until the intermediate circuit voltage rises to the second limit uDc (iim2) at time tx, whereupon the actual auxiliary voltage source PS2 of the drive starts. The PS2 also supplies the drive voltage to the frequency converter cooling fan, so from this point on, the cooling of the power semiconductors will work as intended, which in turn is a prerequisite for braking the motor for a long time at a reasonable current.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan ne voivat vaihdella 25 jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Keksinnön mukaisen ajatuksen puitteissa voi esimerkiksi olla mahdollista järjestää taajuusmuuttajan apujännitelähde toimimaan jo ensimmäisestä jännitteen raja-arvosta uDc(iimi) lähtien ylöspäin, jolloin ei tarvita kahta eri mitoituksella varustettua jännitelähdettä. On myös mahdollista järjestää dynaamisen jarrutustoiminnan vaati-30 mat oikosulut siten, että siihen osallistuvat myös ylähaaran ohjattavat teho-puolijohteet, tai ylä-ja alahaaran tehopuolijohteet vuorotellen, mikä järjestely tasaa häviöitä ja alentaa ylikuumenemisriskiä ennen puhaltimella tehostetun jäähdytysjärjestelyn käynnistymistä.It will be apparent to one skilled in the art that various embodiments of the invention are not limited to the above example, but may vary within the scope of the following claims. For example, within the concept of the invention, it may be possible to arrange the auxiliary voltage source of the frequency converter to operate upwards from the first voltage limit value uDc (iim), whereby two voltage sources with different dimensions are not required. It is also possible to arrange the required short circuits of the dynamic braking action including the uplink controlled power semiconductors, or the upstream and downstream power semiconductors alternately, which compensates for losses and reduces the risk of overheating prior to the fan-enhanced cooling arrangement.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085922A FI121293B (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Control of a brake function |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085922A FI121293B (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Control of a brake function |
FI20085922 | 2008-09-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20085922A0 FI20085922A0 (en) | 2008-09-30 |
FI20085922A FI20085922A (en) | 2010-03-31 |
FI121293B true FI121293B (en) | 2010-09-15 |
Family
ID=39852306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20085922A FI121293B (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Control of a brake function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI121293B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2595301A2 (en) | 2011-11-17 | 2013-05-22 | Vacon Oyj | Control arrangement in a frequency converter |
-
2008
- 2008-09-30 FI FI20085922A patent/FI121293B/en active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2595301A2 (en) | 2011-11-17 | 2013-05-22 | Vacon Oyj | Control arrangement in a frequency converter |
CN103124154A (en) * | 2011-11-17 | 2013-05-29 | 瓦孔厄伊公司 | Control arrangement in a frequency converter |
CN103124154B (en) * | 2011-11-17 | 2015-12-02 | 瓦孔厄伊公司 | Control arrangement in frequency converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20085922A (en) | 2010-03-31 |
FI20085922A0 (en) | 2008-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2345146B1 (en) | Motor driver and method of controlling the same | |
CN107458231B (en) | Controller and method for driving inverter circuit for permanent magnet synchronous motor | |
US7906922B2 (en) | Electric motor drive employing hybrid, hysteretic/pulse-width-modulated dynamic braking | |
BR112012023785B1 (en) | step drive device | |
EP2774264B1 (en) | System and method for controlling a synchronous motor | |
CN107534408B (en) | Control device for AC rotating machine | |
JP2007252192A (en) | Y-shaped switching inverter for electric car or hybrid car | |
US8410733B2 (en) | Wound field synchronous motor drive | |
CN105322838A (en) | Three-level motor power converter achieving quick demagnetization | |
CN110266221A (en) | A kind of brshless DC motor regeneration braking control system for electric vehicle | |
JP2014155393A (en) | Ac electric machine system and control method therefor | |
EP2940846B1 (en) | A method of initiating a regenerative converter and a regenerative converter | |
FI121293B (en) | Control of a brake function | |
CN105207334B (en) | System for supplying power to a load and corresponding power supply method | |
JP6462821B2 (en) | Motor drive device | |
KR101449513B1 (en) | Motor Driving Apparatus Having Power Return Function and Driving Method thereof | |
CN114123882B (en) | Braking of single coil BLDC motor | |
KR101036163B1 (en) | Three-phase motor driving apparatus | |
JP2980469B2 (en) | Inverter device | |
Yan et al. | Active thermal control for power converters in modular winding permanent magnet synchronous motor | |
RU194561U1 (en) | INTELLECTUAL DEPTH PUMP CONTROL SYSTEM FREQUENCY CONVERTER | |
JP6296310B2 (en) | AC electric machine system and control method thereof | |
JP2016052142A (en) | Motor control device | |
Kotkar et al. | “Survey Of Conventional & New Generation Advanced DC Braking System Of 3 Phase Squirrel Cage Induction Motor With VFD | |
CN112739568A (en) | Control device for inverter, inverter for vehicle, vehicle and method for operating inverter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 121293 Country of ref document: FI |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: VACON OY |