RU189726U1 - Устройство контроля и защиты системы "статический преобразователь - асинхронный электродвигатель" - Google Patents
Устройство контроля и защиты системы "статический преобразователь - асинхронный электродвигатель" Download PDFInfo
- Publication number
- RU189726U1 RU189726U1 RU2019100648U RU2019100648U RU189726U1 RU 189726 U1 RU189726 U1 RU 189726U1 RU 2019100648 U RU2019100648 U RU 2019100648U RU 2019100648 U RU2019100648 U RU 2019100648U RU 189726 U1 RU189726 U1 RU 189726U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- control
- switch
- input
- static
- Prior art date
Links
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для контроля вращения асинхронного электродвигателя, в частности гиромотора авиагоризонта, и его защиты от коротких замыканий. Сущность: устройство контроля и защиты системы «статический преобразователь - асинхронный электродвигатель» содержит шину питания постоянного тока, подключенную к статическому преобразователю тока, выходы которого подключены к входу блока контроля и сигнализации, а также датчик тока узла защиты, подключенного к коммутатору через первый вход логического элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к блоку управления коммутатором, статический преобразователь тока, выполненный в виде последовательного соединения повышающего преобразователя напряжения (конвертора) и инвертора на основе трех выполняющих функцию коммутатора полумостовых драйверов с входами блокировки и управления и силовых ключей. В качестве блока управления коммутатором используется микроконтроллер инвертора, формирующий управляющие драйверами ШИМ-сигналы и сигналы отключения. Технический результат: упрощение устройства, повышение быстродействия срабатывания защиты и реализации функций самовосстановления после снятия токовой перегрузки и управления разгоном и торможением асинхронного электродвигателя (гироскопа). 1 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для контроля вращения асинхронного электродвигателя, в частности гиромотора авиагоризонта, и его защиты от коротких замыканий.
Известна система контроля трехфазного асинхронного гиромотора авиагоризонта (см. АС СССР №1579172, 1987 г.), основанная на непосредственном измерении числа оборотов электродвигателя.
Недостатком известного устройства является отсутствие защиты от короткого замыкания нагрузки.
Известна) также система контроля асинхронного электродвигателя, основанная на непосредственном измерении числа оборотов электродвигателя, содержащая статический преобразователь тока, коммутатор с блоком управления коммутатором, а также блок контроля и сигнализации (см. патент РФ №2285237, 2004 г).
Недостатком этой системы также является отсутствие защиты от короткого замыкания нагрузки.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким к предложенной полезной модели является система контроля асинхронного электродвигателя (см. патент РФ №2342638, 2007), содержащая шину питания, подключенную к статическому преобразователю тока, выходы которого подключены через коммутатор, управляемый блоком управления коммутатора, к фазам асинхронного электродвигателя, две фазы из которых подключены к входу блока контроля и сигнализации, а также содержащий датчик тока узел защиты, отключающий коммутатор от электродвигателя при превышении тока через него.
Известное устройство обладает следующими недостатками:
1. Требуется отдельный от статического преобразователя тока коммутатор и блок управления коммутатором.
2. Имеется большая задержка по времени между моментом короткого замыкания в нагрузке и срабатыванием узла защиты, основанного на датчике тока, включенного в разрыв шины питания статического преобразователя тока.
3. После устранения короткого замыкания в нагрузке система автоматически не восстанавливается и требует выключения и повторного включения электропитания.
4. Отсутствует механизм управления величиной выходного напряжения статического преобразователя для ускорения разгона гироскопа с последующим снижением выходного напряжения примерно на 25% для уменьшения нагрева гироскопа и увеличения его срока службы.
Целью заявленной полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа, то есть упрощение устройства, уменьшение времени задержки срабатывания узла защиты от короткого замыкания в нагрузке, а также реализация функций самовосстановления после устранения токовой перегрузки и управления разгоном и торможением гироскопа.
Поставленная цель достигается тем, что предложено устройство контроля и защиты системы «статический преобразователь - асинхронный электродвигатель», содержащее шину питания постоянного тока, подключенную к статическому преобразователю тока, выходы которого подключены через коммутатор к фазам асинхронного электродвигателя, две из которых подключены к входу блока контроля и сигнализации, а также датчик тока узла защиты, подключенного к коммутатору через первый вход логического элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к блоку управления коммутатором.
Новым в предложенном устройстве является то, что статический преобразователь тока выполнен в виде последовательного соединения повышающего преобразователя напряжения (конвертора) и инвертора на основе трех выполняющих функцию коммутатора полумостовых драйверов с входами блокировки и управления и силовыми ключами. В качестве блока управления драйверами (коммутатором) используется микроконтроллер, входящий в состав инвертора статического преобразователя тока, выходы ШИМ-сигналов которого подключены к управляющим входам драйверов инвертора статического преобразователя тока, а вход сигнала контроля подключен к выходу блока контроля и сигнализации. Узел защиты с датчиком тока, включенным в разрыв шины питания между конвертором и инвертором, содержит подключенное к датчику тока пороговое устройство и подключенный к нему одновибратор, выход которого подключен к первому входу логического элемента ИЛИ инвертора.
Технический результат заявленной полезной модели состоит в упрощении устройства, уменьшении времени задержки срабатывания узла защиты от коротких замыканий, а также реализации функций самовосстановления после снятия токовой перегрузки и управления разгоном и торможением асинхронного электродвигателя (гироскопа).
На фигуре представлена функциональная блок-схема заявленного устройства.
Заявленное устройство содержит шину питания постоянного тока 1, статический преобразователь тока 2, состоящий из последовательно соединенных конвертора 3 и инвертора 4, в разрыв по питанию между которыми включен входящий в инвертор 4 и узел защиты 5 датчик тока 6 с подключенным к нему пороговым устройством 7, соединенным с одновибратором 8, выход которого подключен к блоку контроля и сигнализации 9 и через первый вход логического элемента ИЛИ 10 к блокирующим входам полумостовых драйверов 11 с силовыми ключами, входы управления которых подключены к соответствующим выходам ШИМ-сигналов микроконтроллера 12, сдвинутых относительно друг друга на 120 градусов. Выход сигнала отключения драйверов микроконтроллера 12 подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ 10, а вход сигналов контроля микроконтроллера 12 соединен с выходом результатов контроля блока контроля и сигнализации 9. Выходы силовых ключей, управляемых полумостовыми драйверами 11 (на чертеже не показаны) подключены к фазным обмоткам асинхронного электродвигателя 13, две из которых подключены к соответствующим входам блока контроля и сигнализации 9.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Драйверы 11 с силовыми ключами на выходе инвертора 4 статического преобразователя тока 2 являются коммутаторами фазных напряжений асинхронного электродвигателя 13. Они периодически закрываются с помощью микроконтроллера 12 сигналом, поступающим на второй вход логического элемента ИЛИ 10, при этом подача электроэнергии на асинхронный электродвигатель 13 прекращается на короткий промежуток времени. При этом ротор электродвигателя 13 (на чертеже не показан) продолжает вращаться по инерции (на выбеге) и индуцирует в обмотках асинхронного электродвигателя 13 ЭДС выбега, сигналы которой поступают на вход блока контроля и сигнализации 9. Чтобы не нарушать вращения асинхронного электродвигателя 13 микроконтроллер 12 формирует сигналы отключения драйверов 11 привязанными по времени к управляющим ШИМ-сигналам. Если частота вращения ротора электродвигателя 13 ниже предельно допустимой, то блок блок контроля и сигнализации 9 сигнализирует о том, что ротор электродвигателя 13 не разогнался до нужных оборотов, либо обороты упали до нижнего предельно допустимого значения и требуется повысить напряжение питания асинхронного электродвигателя 13, и выдает соответствующий сигнал на вход микроконтроллера 12. Микроконтроллер 12 меняет коэффициент заполнения ШИМ-сигнала на соответствующих входах драйверов 11, так же, как и при включении устройства, повысив напряжение питания асинхронного электродвигателя 13 для его разгона. Как только частота вращения ротора асинхронного электродвигателя 13 достигнет верхней границы предельно допустимого значения, блок контроля и сигнализации 9 снимает сигнал отказа и формирует сигнал исправности, по которому микроконтроллер 12 устанавливает обычную величину ШИМ-сигналов на управляющих входах драйверов 11, при которой уменьшается нагрев двигателя (гиромотора) и увеличивается его срок службы.
Таким образом, происходит контроль разгона асинхронного электродвигателя 13. Отключение электродвигателя 13 в случае возникновения повышенного потребления тока, например, при заклинивании ротора электродвигателя 13 или короткого замыкания в его обмотках, происходит следующим образом.
Для защиты устройства в разрыв шины питания драйверов 11 инвертора 4 статического преобразователя тока 2 включен узел защиты 5 с датчиком тока 6 (резистором) с подключенным к нему пороговым устройством 7 и одновибратором 8. При нормальном значении тока пороговое устройство находится в отключенном состоянии, при котором одновибратор 8 не срабатывает. Как только ток через датчик 6 увеличивается до предельно допустимого значения, срабатывает пороговое устройство 7 и запускает на определенное время одновибратор 8, при этом сигнал с его выхода через первый вход логического элемента ИЛИ 10 блокирует прохождение ШИМ-сигналов с микроконтроллера 12 на силовые ключи (на чертеже не показаны), управляемые драйверами 11. При этом ток через датчик тока 6 уменьшается, срабатывает пороговое устройство 7 и возвращается в исходное состояние одновибратор 8, обеспечивая тем самым автоматическое восстановление
работоспособности устройства после снятия короткого замыкания. Если короткое замыкание не устранено, то срабатывает пороговое устройство 7 и одновибратор 8, снимая питание с нагрузки.
Стабилизация выходного напряжения статического преобразователя тока 2 в фазах электродвигателя 13 может осуществляться по средневыпрямленному напряжению путем управления выходным напряжением конвертора 3 с помощью ШИМ-контроллера, входящего в состав конвертора. На чертеже цепь стабилизации выходного напряжения статического преобразователя тока не показана.
Claims (1)
- Устройство контроля и защиты системы «статический преобразователь - асинхронный электродвигатель», содержащее шину питания постоянного тока, подключенную к статическому преобразователю тока, выходы которого подключены через коммутатор к фазам асинхронного электродвигателя, две из которых подключены к входу блока контроля и сигнализации, а также датчик тока узла защиты, подключенного к коммутатору через первый вход логического элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к блоку управления коммутатором, отличающееся тем, что статический преобразователь тока выполнен в виде последовательного соединения повышающего преобразователя напряжения (конвертора) и инвертора на основе трех выполняющих функцию коммутатора полумостовых драйверов с входами блокировки и управления и силовыми ключами, в качестве блока управления драйверами (коммутатором) используется микроконтроллер, входящий в состав инвертора статического преобразователя тока, выходы ШИМ-сигналов которого подключены к управляющим входам драйверов инвертора статического преобразователя тока, вход сигнала контроля микроконтроллера подключен к выходу блока контроля и сигнализации, а узел защиты с датчиком тока, включенным в разрыв шины питания между конвертором и инвертором, содержит подключенное к датчику тока пороговое устройство и подключенный к нему одновибратор, выход которого подключен к первому входу логического элемента ИЛИ инвертора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019100648U RU189726U1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Устройство контроля и защиты системы "статический преобразователь - асинхронный электродвигатель" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019100648U RU189726U1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Устройство контроля и защиты системы "статический преобразователь - асинхронный электродвигатель" |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU189726U1 true RU189726U1 (ru) | 2019-05-31 |
Family
ID=66792546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019100648U RU189726U1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Устройство контроля и защиты системы "статический преобразователь - асинхронный электродвигатель" |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU189726U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113447853A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-28 | 南京航空航天大学 | 一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139626C1 (ru) * | 1998-03-18 | 1999-10-10 | Баклайкин Борис Алексеевич | Система для управления и защиты электропривода на асинхронных электродвигателях |
| RU2285237C2 (ru) * | 2004-09-20 | 2006-10-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система контроля асинхронного электродвигателя |
| RU2306651C1 (ru) * | 2006-03-28 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система контроля асинхронного электродвигателя |
| RU2342638C1 (ru) * | 2007-05-14 | 2008-12-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система контроля асинхронного электродвигателя |
| US20180287466A1 (en) * | 2015-10-05 | 2018-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Motor driving apparatus, method for controlling motor driving apparatus, inverter apparatus, and power apparatus |
-
2019
- 2019-01-10 RU RU2019100648U patent/RU189726U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139626C1 (ru) * | 1998-03-18 | 1999-10-10 | Баклайкин Борис Алексеевич | Система для управления и защиты электропривода на асинхронных электродвигателях |
| RU2285237C2 (ru) * | 2004-09-20 | 2006-10-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система контроля асинхронного электродвигателя |
| RU2306651C1 (ru) * | 2006-03-28 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система контроля асинхронного электродвигателя |
| RU2342638C1 (ru) * | 2007-05-14 | 2008-12-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система контроля асинхронного электродвигателя |
| US20180287466A1 (en) * | 2015-10-05 | 2018-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Motor driving apparatus, method for controlling motor driving apparatus, inverter apparatus, and power apparatus |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113447853A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-28 | 南京航空航天大学 | 一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法 |
| CN113447853B (zh) * | 2021-06-10 | 2021-12-14 | 南京航空航天大学 | 一种电励磁双凸极电机功率变换器开路故障诊断方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109159669B (zh) | 一种电驱动系统的保护系统和方法 | |
| RU2482599C1 (ru) | Устройство преобразования энергии и способ управления напряжением на конденсаторе устройства преобразования энергии | |
| JP6046258B2 (ja) | インバータのための作動状態切換装置およびインバータの作動状態を設定する方法 | |
| KR20080087131A (ko) | 고장시 전기 기계의 스위치 오프 방법 | |
| CN103582993B (zh) | 逆变器驱动装置 | |
| KR20150063941A (ko) | 풍력 터빈에서 피치 시스템을 작동시키는 방법 | |
| JP6469894B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH0132760B2 (ru) | ||
| CN206471857U (zh) | 电动汽车电机控制器主动放电控制电路及控制器 | |
| US3821630A (en) | Commutation failure detection and control for scr inverters | |
| JP2017225236A (ja) | 電動機駆動装置 | |
| RU189726U1 (ru) | Устройство контроля и защиты системы "статический преобразователь - асинхронный электродвигатель" | |
| JPWO2016035159A1 (ja) | 車載型充電装置 | |
| US4967133A (en) | Motor control apparatus | |
| JP2012249494A (ja) | 電源回生装置 | |
| JP2008306780A (ja) | 鉄道車両駆動制御装置 | |
| RU190081U1 (ru) | Устройство для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины с бесщеточной системой возбуждения | |
| RU191797U1 (ru) | Устройство защиты статического преобразователя напряжения от перегрузки | |
| JPS62272876A (ja) | インバ−タ装置 | |
| RU2139626C1 (ru) | Система для управления и защиты электропривода на асинхронных электродвигателях | |
| JPH11252987A (ja) | インバータ回路の駆動装置 | |
| JP5962468B2 (ja) | 車両用発電機 | |
| WO2012114071A1 (en) | Protection circuitry for monitoring the power devices controlling the exciter current of an electrical generator | |
| SU665384A1 (ru) | Регулируемый преобразователь переменного напр жени в посто нное | |
| CN117353248B (zh) | 一种永磁同步电机反电动势电压泄放电路 |