RU2074471C1

RU2074471C1 - Emergency protective gear of three-phase induction-motor drive for farming mechanisms

Info

Publication number: RU2074471C1
Application number: RU94005478A
Authority: RU
Inventors: Фуад Алиевич Мамедов; Мусхен Али Хаммуд; Валерий Иванович Литвин
Original assignee: Фуад Алиевич Мамедов; Мусхен Али Хаммуд; Валерий Иванович Литвин
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1997-02-27

Abstract

FIELD: rural electromechanics; submersible electric drives and all farming mechanisms using induction-motor drives where motor shaft is inaccessible or hard-to-get-at technologically. SUBSTANCE: protective gear has two triacs 1 inserted in stator circuit, three-phase-to-split-phase voltage converter unit 2, three-phase-to-split-phase current converter unit 3, and torque unit 5 whose output is connected to input of logic switch 6. Output of the latter is coupled with input of triac control unit 7. Novelty is that unit determining mechanical parameters of motor rotor is made in the form of current and voltage converter, and torque-computing unit. EFFECT: enlarged functional capabilities. 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельской электромеханике и может быть использовано в погружных электронасосах и всех сельскохозяйственных механизмах с асинхронными электроприводами, в которых отсутствует доступ к валу электродвигателя или он затруднен по технологическим причинам. The invention relates to rural electromechanics and can be used in submersible electric pumps and all agricultural mechanisms with asynchronous electric drives, in which there is no access to the motor shaft or it is difficult for technological reasons.

Известно устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от работы в аварийных режимах, состоящее из симистров, подключенных к цепи статора двигателя, акселерометра соединенного с валом двигателя, логического переключателя на вход которого подается напряжение с выхода акселерометра, а с его выхода сигнал подается на блок управления симисторами (авт. св. СССР N 1660096, кл. Н 02 Н 7/08, Б.И. N 24, 1991). A device is known for protecting a three-phase asynchronous motor from emergency operation, consisting of triacs connected to the stator circuit of the motor, an accelerometer connected to the motor shaft, the logical switch of which receives voltage from the accelerometer output, and from its output the signal is sent to the triac control unit (ed. St. USSR N 1660096, class N 02 N 7/08, B.I. N 24, 1991).

Недостатком известного устройства является то, что оно не может быть применено в случае, если вал электродвигателя занят, или доступ к нему затруднен из-за технологических причин, что обусловлено применением сочлененного с валом электродвигателя акселерометра. A disadvantage of the known device is that it cannot be used if the motor shaft is busy, or access to it is difficult due to technological reasons, due to the use of an accelerometer coupled to the motor shaft.

Цель изобретения расширение области применения устройства для защиты электродвигателя от аварийных режимов. The purpose of the invention is the expansion of the scope of the device for protecting the motor from emergency conditions.

Цель достигается тем, что устройство для защиты двигателя, содержащего акселерометр, заменяется устройством безвального метода определения момента для обеспечения измерения и учета несимметрии напряжения статора и короткозамкнутой обмотки ротора посредством знака динамического момента электродвигателя. The goal is achieved in that the device for protecting the engine containing the accelerometer is replaced by a device of the shaftless method of determining the moment to ensure measurement and accounting for the asymmetry of the stator voltage and the short-circuited rotor winding by the sign of the dynamic moment of the electric motor.

Цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от работы в аварийных режимах, содержащее симметричные тиристоры в цепи статора и систему управления ими, согласно изобретению дополнительно снабжено преобразователем тока, преобразователем напряжения и блоком момента, причем выход блока момента связан с входом знакочувствительного логического переключателя, а выход последнего с системой управления тиристорами. The goal is achieved in that the device for protecting a three-phase asynchronous motor from emergency operation, containing symmetric thyristors in the stator circuit and a control system for them, according to the invention is additionally equipped with a current converter, a voltage converter and a torque block, and the output of the torque block is connected to the input of a sign-sensitive logic switch, and the output of the latter with a thyristor control system.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием преобразователей напряжения и тока и блока момента. A comparable analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of voltage and current converters and a torque unit.

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the proposed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Анализ научно-технической и патентной информации показал, что защита трехфазного асинхронного электродвигателя в аварийных режимах с использованием преобразователя напряжения, преобразователя тока и блока момента для измерения динамического момента с логическим переключателем, воздействующим на систему управления тиристорами, позволяющие формировать более благоприятный пуск асинхронных двигателей с учетом несимметрии в роторной цепи не были выявлены с такими функциями,что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". The analysis of scientific, technical and patent information showed that the protection of a three-phase asynchronous electric motor in emergency conditions using a voltage converter, current converter and a torque unit for measuring dynamic momentum with a logical switch acting on the thyristor control system, allowing to form a more favorable start of induction motors taking into account asymmetries in the rotor chain were not detected with such functions, which allows us to conclude that the technical solution criteria for "significant differences".

Достижение технического результата становится возможным из-за отключения электродвигателя в момент пуска при отрицательных значениях динамического момента за счет включения в устройство преобразователя напряжения, преобразователя тока и блока момента, позволяющего воздействовать на систему управления тиристорами в зависимости от знака динамического момента с помощью логического переключателя. The achievement of the technical result becomes possible due to the shutdown of the electric motor at the moment of start-up at negative values of the dynamic moment due to the inclusion of a voltage converter, current converter and a torque block in the device, which allows influencing the thyristor control system depending on the sign of the dynamic moment using a logical switch.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 принципиальная схема преобразователя напряжения; на фиг. 3 схема преобразователя тока; на фиг. 4 схема блока момента. In FIG. 1 shows a diagram of a device; in FIG. 2 schematic diagram of a voltage converter; in FIG. 3 current converter circuit; in FIG. 4 block diagram of the moment.

Устройство (фиг. 1) содержит симметричные тиристоры 1, подключенные к цепи статора двигателя 2, преобразователя тока 3, преобразователя напряжения 4, блока момента 5, логического переключателя 6, на вход которого подается напряжение с выхода блока момента, а с его выхода сигнал подается на блок 7 управления тиристорами 1. The device (Fig. 1) contains symmetric thyristors 1 connected to the stator circuit of the motor 2, current converter 3, voltage converter 4, moment block 5, logic switch 6, the input of which is supplied with voltage from the output of the moment block, and the signal is supplied from its output on the block 7 control thyristors 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Напряжение на выходе блока момента пропорционально динамическому моменту асинхронного двигателя, который в переходных режимах в зависимости от степени несимметрии напряжения, а также наличия обрывов стержней может иметь отрицательный знак. Это напряжение подается на вход логического переключателя 6, который при проявлении отрицательного знака момента выдаетсигнал на кратковременное, в пределах полупериода, отключение симметричных тиристоров 1, что и реализуется посредством устройства управления тиристорами 7. Разгон двигателя 2, таким образом, осуществляется под воздействием динамического момента положительного знака. The voltage at the output of the moment block is proportional to the dynamic moment of the induction motor, which in transition modes, depending on the degree of voltage asymmetry, as well as the presence of breaks in the rods, can have a negative sign. This voltage is fed to the input of the logical switch 6, which, when a negative sign of the moment is manifested, gives a signal for short-term, within half a period, disconnection of the symmetric thyristors 1, which is realized by the control device of the thyristors 7. The acceleration of the motor 2 is thus carried out under the influence of the dynamic moment of the positive sign.

Преобразователь тока (фиг. 2) преобразует реальные токи, протекающие по обмотке статора с помощью датчиков тока 8 в токи двухфазной системы операционными усилителями 9 и 10 на основе уравнений преобразования координат, если ось α принять по оси фазы А статора

Преобразование трехфазного напряжения в двухфазное (фиг.3) проводится с помощью датчиков напряжения 11 на основе уравнений решаемых с помощью операционных усилителей 12 и 13, выполняющих роль сумматора и интегратора на основе:

Полученные двухфазные значения токов и напряжений подаются на входы интеграторов 14 и 15 (фиг. 4) с помощью которых определяются потокосцепления статора по осям α,β на основе обобщенной теории электромеханического преобразования энергии

Значения активного сопротивления статора берется либо из справочной литературы, либо измеряется по известным способам.The current transducer (Fig. 2) converts the real currents flowing along the stator winding with the help of current sensors 8 into the currents of a two-phase system by

operational amplifiers

9 and 10 based on the coordinate transformation equations, if the axis α is taken along the axis of the stator phase A

The conversion of three-phase voltage to two-phase (Fig. 3) is carried out using voltage sensors 11 based on equations solved using

operational amplifiers

12 and 13, which act as an adder and integrator based on:

The obtained two-phase values of currents and voltages are fed to the inputs of integrators 14 and 15 (Fig. 4) by which the stator flux linkages along the α, β axes are determined based on the generalized theory of electromechanical energy conversion

The stator resistance values are taken either from the reference literature or measured by known methods.

Определение электромагнитного вращающего момента производится на основе известного выражения
M_э = (ψ_Sα•i_Sβ - ψ_Sβ•i_Sα),
которое реализуется с помощью перемножителей 16, 17 и интегратора 18.The determination of electromagnetic torque is based on a known expression
M _e = (ψ _Sα • i _Sβ - ψ _Sβ • i _Sα ),
which is implemented using multipliers 16, 17 and integrator 18.

Предлагаемое устройство обеспечивает расширение функциональной возможности, поскольку по сравнению с прототипом может работать для защиты электродвигателей путем безвального способа определения механических величин. The proposed device provides an extension of functionality, since, in comparison with the prototype, it can work to protect electric motors by a shaftless method of determining mechanical quantities.

Claims

A device for protecting a three-phase electric drive of an agricultural mechanism from emergency operation, containing two triacs for inclusion in the phase supply circuit of a motor stator, a logic switch, a triac control unit and a unit for determining the mechanical parameters of a rotor of an electric motor, the output of which is connected to the input of a logical switch, while the output the latter is connected to the input of the triac control unit, the control electrodes of which are communicated with the output of the triac control unit, from characterized in that the unit for determining the mechanical parameters of the rotor of the electric motor is made in the form of a converter of current signals of a three-phase system into signals of a two-phase system, a converter of voltage signals of a three-phase system into signals of a two-phase system and a torque calculation unit, while a converter of current signals of a three-phase system into signals of a two-phase system and a converter of three-phase voltage signals systems in two-phase signals have inputs for connecting to all phase power supply lines of the motor to the point of inclusion in these Triac SRI, and their outputs are connected to inputs of the time calculation unit, the output of the latter is connected to the input of a logic switch.