CN106253771B - 一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统 - Google Patents

一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，包括电源、逆变回路和电机，第一端与电机连接的能量释放回路；能量释放回路的第二端连接有回馈制动单元的第一端；回馈制动单元的第二端连接有常闭的二刀同步开关的第一端，二刀同步开关的第二端连接至位于电源和逆变回路之间的控制单元；当系统上电时，常开接触器闭合，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常开触点，电源和电机构成回路，对驱动器进行驱动；当紧急停堆时，常开接触器断开，且单刀双掷继电器闭合到常闭触点，电机、能量释放回路与回馈制动单元形成回路，用于对重力位能进行释放。本申请提供的上述系统能够提供电磁制动力矩，以减少控制棒机构承受的机械冲击。

Description

一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统
技术领域
本发明属于反应堆技术领域，特别是涉及一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统。
背景技术
在反应堆紧急停堆工况下要求快速落棒停堆，此时将切断步进电机驱动器的全部电源，步进电机在控制棒的重力拖动下将以较高的速度高速反转，此时电机将产生较高的反电动势，如果不将其释放，该高电压将击穿绝缘电阻损坏电机。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，能够提供电磁制动力矩，以减少控制棒机构承受的机械冲击。
本发明提供的一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，包括电源；与所述电源连接的逆变回路，用于将直流电转换为交流电；与所述逆变回路连接的电机，用于为驱动器提供动力，还包括：
第一端与所述电机连接的能量释放回路；
所述能量释放回路的第二端连接有回馈制动单元的第一端；
所述回馈制动单元的第二端连接有常闭的二刀同步开关的第一端，所述二刀同步开关的第二端连接至位于所述电源和所述逆变回路之间的控制单元；
所述控制单元包括常开接触器和单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的常闭触点连接至所述二刀同步开关的第一刀，所述单刀双掷继电器的常开触点连接至所述常开接触器，所述二刀同步开关的第二刀与交流电源构成回路；
当系统上电时，所述常开接触器闭合，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常开触点，所述电源和所述电机构成回路，对所述驱动器进行驱动；
当紧急停堆时，所述常开接触器断开，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常闭触点，所述电机、所述能量释放回路与所述回馈制动单元形成回路，用于对重力位能进行释放。
优选的，在上述用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统中，所述回馈制动单元为功率电阻。
优选的，在上述用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统中，所述能量释放回路为分别与所述电机的三相连接的二极管。
优选的，在上述用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统中，所述逆变回路为分别与所述电机的三相连接的六个MOS功率管。
优选的，在上述用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统中，所述二刀同步开关为驱动器模块后面板的功率开关。
优选的，在上述用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统中，所述交流电源为220V交流电源。
优选的，在上述用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统中，所述电机为步进电机。
通过上述描述可知，本发明提供的上述用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，由于包括：第一端与所述电机连接的能量释放回路；所述能量释放回路的第二端连接有回馈制动单元的第一端；所述回馈制动单元的第二端连接有常闭的二刀同步开关的第一端，所述二刀同步开关的第二端连接至位于所述电源和所述逆变回路之间的控制单元；所述控制单元包常开接触器和单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的常闭触点连接至所述二刀同步开关的第一刀，所述单刀双掷继电器的常开触点连接至所述常开接触器，所述二刀同步开关的第二刀与交流电源构成回路；当系统上电时，所述常开接触器闭合，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常开触点，所述电源和所述电机构成回路，对所述驱动器进行驱动；当紧急停堆时，所述常开接触器断开，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常闭触点，所述电机、所述能量释放回路与所述回馈制动单元形成回路，用于对重力位能进行释放，因此能够提供电磁制动力矩，以减少控制棒机构承受的机械冲击。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，能够提供电磁制动力矩，以减少控制棒机构承受的机械冲击。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统的示意图。该系统包括电源1，为驱动器正常工作时提供能源；与所述电源1连接的逆变回路2，用于将直流电转换为交流电；与所述逆变回路2连接的电机3，用于为驱动器提供动力，还包括：
第一端与所述电机连接的能量释放回路4；
所述能量释放回路4的第二端连接有回馈制动单元5的第一端；
所述回馈制动单元5的第二端连接有常闭的二刀同步开关6的第一端，所述二刀同步开关6的第二端连接至位于所述电源1和所述逆变回路2之间的控制单元7；
所述控制单元7包括常开接触器701和单刀双掷继电器702，其中，所述常开接触器701由DSP进行控制，所述单刀双掷继电器702的常闭触点A连接至所述二刀同步开关6的第一刀，所述单刀双掷继电器702的常开触点B连接至所述常开接触器701，所述二刀同步开关6的第二刀与交流电源8构成回路；
当系统上电时，所述常开接触器701闭合，且所述单刀双掷继电器702闭合到所述常开触点B，所述电源1和所述电机3构成回路，对所述驱动器进行驱动；
当紧急停堆时，继电器失去电力供应，因此所述常开接触器701断开，且所述单刀双掷继电器702闭合到所述常闭触点A，所述电机3、所述能量释放回路4与所述回馈制动单元5形成回路，用于对重力位能进行释放。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述第一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，由于包括：第一端与所述电机连接的能量释放回路；所述能量释放回路的第二端连接有回馈制动单元的第一端；所述回馈制动单元的第二端连接有常闭的二刀同步开关的第一端，所述二刀同步开关的第二端连接至位于所述电源和所述逆变回路之间的控制单元；所述控制单元包常开接触器和单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的常闭触点连接至所述二刀同步开关的第一刀，所述单刀双掷继电器的常开触点连接至所述常开接触器，所述二刀同步开关的第二刀与交流电源构成回路；当系统上电时，所述常开接触器闭合，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常开触点，所述电源和所述电机构成回路，对所述驱动器进行驱动；当紧急停堆时，所述常开接触器断开，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常闭触点，所述电机、所述能量释放回路与所述回馈制动单元形成回路，用于对重力位能进行释放，因此能够提供电磁制动力矩，以减少控制棒机构承受的机械冲击。
本申请实施例提供的第二种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，是在上述第一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统的基础上，所述回馈制动单元为功率电阻，这种功率电阻能够消耗较多的电能，从而对电极高速反转形成的反电动势进行全部释放，避免损坏电机。
本申请实施例提供的第三种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，是在上述第二种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统的基础上，所述能量释放回路为分别与所述电机的三相连接的二极管。这就为反应堆紧急停堆时电机产生的反电动势提供了能量释放通道，保证能够被吸收，避免电机损坏。
本申请实施例提供的第四种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，是在上述第三种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统的基础上，所述逆变回路为分别与所述电机的三相连接的六个MOS功率管。
本申请实施例提供的第五种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，是在上述第四种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统的基础上，所述二刀同步开关为驱动器模块后面板的功率开关。
本申请实施例提供的第六种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，是在上述第五种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统的基础上，所述交流电源为220V交流电源。
本申请实施例提供的第七种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，是在上述第一种至第六种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统中任一种的基础上，所述电机为步进电机。
下面对不同驱动器状态下的情况进行说明：
(1)当处于主驱动器状态下，常开接触器K1为闭合状态，单刀双掷继电器连接接触点B，回路状态为：回馈制动单元5断路，电源和电机构成回路，电机处于正常驱动状态；
(2)当处于从驱动器状态下或发生故障时，常开接触器K1为断开状态，单刀双掷继电器连接接触点B，回路状态为：回馈制动单元5断路，电源和电机断路，电机处于自由状态，回路断开不会产生制动力矩，不会对正常工作的驱动器产生影响，驱动器还在带电受控的状态，K1，K2的状态可以被控制，T1为闭合状态；
(3)当断开二刀同步开关6时，常开接触器K1为断开状态，单刀双掷继电器连接接触点A，回路状态为：回馈制动单元5、电源和电机相互断路，电机处于自由状态，回路断开不会产生制动力矩，不会对正常工作的驱动器产生影响；
(4)当紧急停堆，切断所有外部电源时，常开接触器K1为断开状态，单刀双掷继电器连接接触点A，回路状态为：电源断路，回馈制动单元5和电机构成回路，此时重力位能通过回馈制动单元5继续释放，同时提供制动力矩。需要说明的是，整个驱动器的电从最上层断电，TI处于闭合状态，所以回馈制动单元5、单刀双掷继电器K2和电机形成了回路，当电机被重物悬挂存在重力势能，那么电机中的能量会通过3个二极管进行整流，通过回馈制动单元5进行能量释放。
上述涉及充分考虑了常开接触器K1、单刀双掷继电器K2、6个MOS管的时序，保证K1、K2在切换过程中功率器件已经完成了“关闭电流”的工作。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，包括电源；与所述电源连接的逆变回路，用于将直流电转换为交流电；与所述逆变回路连接的电机，用于为驱动器提供动力，其特征在于，还包括：
第一端与所述电机连接的能量释放回路；
所述能量释放回路的第二端连接有回馈制动单元的第一端；
所述回馈制动单元的第二端连接有常闭的二刀同步开关的第一端，所述二刀同步开关的第二端连接至位于所述电源和所述逆变回路之间的控制单元；
所述控制单元包括常开接触器和单刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的常闭触点连接至所述二刀同步开关的第一刀，所述单刀双掷继电器的常开触点连接至所述常开接触器，所述二刀同步开关的第二刀与交流电源构成回路；
当系统上电时，所述常开接触器闭合，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常开触点，所述电源和所述电机构成回路，对所述驱动器进行驱动；
当紧急停堆时，所述常开接触器断开，且所述单刀双掷继电器闭合到所述常闭触点，所述电机、所述能量释放回路与所述回馈制动单元形成回路，用于对重力位能进行释放。
2.根据权利要求1所述的用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，其特征在于，所述回馈制动单元为功率电阻。
3.根据权利要求2所述的用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，其特征在于，所述能量释放回路为分别与所述电机的三相连接的二极管。
4.根据权利要求3所述的用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，其特征在于，所述逆变回路为分别与所述电机的三相连接的六个MOS功率管。
5.根据权利要求4所述的用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，其特征在于，所述二刀同步开关为驱动器模块后面板的功率开关。
6.根据权利要求5所述的用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，其特征在于，所述交流电源为220V交流电源。
7.根据权利要求1-6任一项所述的用于双绕组电机热备份驱动的能量释放系统，其特征在于，所述电机为步进电机。
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