RU2525294C1 - Device to control and ensure durability of double-fed motor - Google Patents

Device to control and ensure durability of double-fed motor Download PDF

Info

Publication number
RU2525294C1
RU2525294C1 RU2013104966/07A RU2013104966A RU2525294C1 RU 2525294 C1 RU2525294 C1 RU 2525294C1 RU 2013104966/07 A RU2013104966/07 A RU 2013104966/07A RU 2013104966 A RU2013104966 A RU 2013104966A RU 2525294 C1 RU2525294 C1 RU 2525294C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bridge
thyristor
thyristors
converter
anode
Prior art date
Application number
RU2013104966/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Дементьев
Георгий Иванович Однокопылов
Иван Георгиевич Однокопылов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2013104966/07A priority Critical patent/RU2525294C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525294C1 publication Critical patent/RU2525294C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device to control and ensure durability of a double-fed motor comprises an induction motor, a frequency converter made of a controlled rectifier and an inverter, a three-phase transformer. The rectifier is made as a grid thyristor converter, and the inverter - as a rotor thyristor converter arranged in accordance with a bridge three-phase circuit. The device additionally comprises current sensors, protective elements, two reserve half-bridges, each comprising three symistors and two reserve thyristors, and a microcontroller, which is connected to all thyristors and symistors. The specified elements are connected as specified in application materials.
EFFECT: provision of durability of an electric drive arranged on the basis of a double-fed motor in case of emergency faults of a half-bridge of a rotor converter and a grid converter with faults of thyristor non-disconnection or non-connection type.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемому трехфазному электроприводу, выполненному на основе надсинхронного вентильного каскада, асинхронного вентильного каскада или двигателя двойного питания с обеспечением свойства живучести при отказах преобразователя частоты, питающего роторные обмотки.The invention relates to electrical engineering, in particular to an adjustable three-phase electric drive based on a supersynchronous valve cascade, an asynchronous valve cascade or a dual-supply motor, ensuring survivability in case of failures of the frequency converter supplying the rotor windings.

Известен асинхронный электропривод со свойством живучести (патент РФ на полезную модель №67354, МПК6 H02P 5/00, опубл. 10.10.2007), содержащий трехфазный асинхронный двигатель, каждая фаза которого через датчики тока подключена к соответствующей преобразовательной ячейке трехфазного преобразователя частоты, задатчик частоты вращения, блок диагностики, который связан с преобразовательными ячейками и с микроконтроллером, который подключен к датчику скорости, к задатчику частоты вращения, к трем датчикам тока и к преобразовательным ячейкам.Known asynchronous electric drive with the property of survivability (RF patent for utility model No. 67354, IPC 6 H02P 5/00, publ. 10.10.2007) containing a three-phase asynchronous motor, each phase of which is connected through current sensors to the corresponding converter cell of a three-phase frequency converter, a master rotation speed, a diagnostic unit that is connected to the converter cells and to the microcontroller, which is connected to the speed sensor, to the speed controller, to three current sensors and to the converter cells.

Асинхронный электропривод может быть применен для обеспечения живучести асинхронного двигателя с фазным ротором с сохранением кругового вращающегося поля в аварийном двухфазном режиме.An asynchronous electric drive can be used to ensure the survivability of an asynchronous motor with a phase rotor while maintaining a circular rotating field in an emergency two-phase mode.

Недостатком этого технического решения является невозможность восстановления работоспособности электропривода, выполненного на основе двигателя двойного питания, при аварийном отказе одного из ключей преобразователя частоты, питающего роторные обмотки, кроме того, при отказах ключей типа «невыключение» невозможно восстановить работоспособность преобразователя частоты.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of restoring the operability of an electric drive based on a dual-supply motor in the event of an emergency failure of one of the keys of the frequency converter supplying the rotor windings, in addition, in the event of failure of keys of the "non-shutdown" type, it is impossible to restore the operability of the frequency converter.

Известно устройство для регулирования частоты вращения двигателя двойного питания (патент РФ №2076450, МПК6 H02P7/36, H02P7/63, опубл. 27.03.1997), выбранное в качестве прототипа, содержащее преобразователь частоты, состоящий из регулируемого выпрямителя, силовой вход которого подключен через согласующий трансформатор к питающей сети, а управляющий вход - к задатчику напряжения, и инвертора, силовой вход которого подключен к выходу выпрямителя, а силовой выход - к обмоткам ротора двигателя, обмотки статора которого предназначены для подключения к питающей сети. К управляющему входу инвертора подключен выход формирователя импульсов, выполненного в виде динистров шести оптопар, светодиоды которых собраны в трехфазный мост, к выходу которого подключен резистор. Катушка реверсирующего контактора подключена к питающей сети через замыкающий контакт центробежного реле, установленного на одном валу с двигателем. Основные переключающие контакты реверсирующего контактора включены в две фазы статорной обмотки двигателя двойного питания, а первые вспомогательные переключающие контакты упомянутого контактора включены в цепи между двумя фазными обмотками ротора двигателя и двумя первичными обмотками фазосдвигающего на угол 150o трансформатора, собранного по схеме звезда зигзаг. Вторые вспомогательные переключающие контакты контактора включены в цепи между двумя вторичными обмотками трехфазного фазосдвигающего трансформатора и двумя входами трехфазного светодиодного моста. Третья первичная обмотка фазосдвигающего трансформатора подключена непосредственно к третьей обмотке ротора двигателя, а третья вторичная обмотка непосредственно к третьему входу светодиодного моста.A device for controlling the rotational speed of a dual power motor is known (RF patent No. 2076450, IPC 6 H02P7 / 36, H02P7 / 63, publ. 03/27/1997), selected as a prototype, containing a frequency converter, consisting of an adjustable rectifier, the power input of which is connected through a matching transformer to the supply network, and the control input to the voltage regulator, and the inverter, the power input of which is connected to the output of the rectifier, and the power output to the windings of the motor rotor, the stator windings of which are designed to connect to the supply her network. The output of the pulse shaper, made in the form of dinistras of six optocouplers, the LEDs of which are assembled in a three-phase bridge, to the output of which a resistor is connected, is connected to the control input of the inverter. The coil of the reversing contactor is connected to the mains through the make contact of a centrifugal relay mounted on the same shaft as the motor. The main switching contacts of the reversing contactor are included in the two phases of the stator winding of the dual-power motor, and the first auxiliary switching contacts of the said contactor are connected in the circuit between the two phase windings of the motor rotor and the two primary windings of the phase-shifting transformer assembled according to the zigzag star scheme 150 ° . The second auxiliary switching contacts of the contactor are connected in the circuit between the two secondary windings of the three-phase phase-shifting transformer and the two inputs of the three-phase LED bridge. The third primary winding of the phase-shifting transformer is connected directly to the third winding of the motor rotor, and the third secondary winding is directly to the third input of the LED bridge.

Недостатком этого технического решения является невозможность восстановления работоспособности электропривода при аварийном отказе одного из тирмсторов преобразователя частоты питающего роторные обмотки, кроме того, при отказах тиристоров типа «невыключение» невозможно восстановить работоспособность преобразователя частоты.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of restoring the operability of the electric drive in the event of an emergency failure of one of the touchstores of the frequency converter supplying the rotor windings, in addition, in case of thyristor failures of the "non-shutdown" type it is impossible to restore the operability of the frequency converter.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение живучести электропривода, выполненного на основе двигателя двойного питания, при аварийных отказах полумоста роторного преобразователя или/и сетевого преобразователя с отказами типа «невыключение» или «невключение» тиристора.The objective of the invention is to ensure the survivability of the electric drive, made on the basis of the dual-power engine, in case of emergency failures of the half-bridge of the rotor converter and / or network converter with failures of the type "non-disconnection" or "non-inclusion" of the thyristor.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство управления и обеспечения живучести двигателя двойного питания содержит асинхронный двигатель, статорные обмотки которого подключены к сети переменного тока, преобразователь частоты, состоящий из регулируемого выпрямителя и инвертора, и трехфазный трансформатор, подключенный к сети переменного тока.The problem is solved due to the fact that the control and survivability device of the dual-power motor contains an induction motor, the stator windings of which are connected to an alternating current network, a frequency converter consisting of an adjustable rectifier and an inverter, and a three-phase transformer connected to an alternating current network.

В отличие от прототипа в качестве выпрямителя выбран сетевой тиристорный преобразователь, а в качестве инвертора использован роторный тиристорный преобразователь, выполненные по мостовой трехфазной схеме. При этом каждый полумост роторного тиристорного преобразователя подключен через соответствующий датчик тока к соответствующей роторной обмотке асинхронного двигателя и через соответствующий защитный элемент к аноду первого и к катоду второго тиристоров первого резервного полумоста. Катод первого и анод второго тиристоров образуют общую точку, к которой первыми силовыми выводами подключены три симистора первого резервного полумоста, вторые силовые выводы которых подключены к указанным датчикам тока. Каждый полумост сетевого тиристорного преобразователя подключен через свой датчик тока к соответствующей вторичной обмотке трехфазного трансформатора и через соответствующий защитный элемент к аноду первого и к катоду второго тиристоров второго резервного полумоста. Катод первого и анод второго тиристоров образуют общую точку, к которой первыми силовыми выводами подключены три симистора второго резервного полумоста, вторые силовые выводы которых подключены к этим датчикам тока. Катод первого тиристора первого резервного полумоста подключен к аноду первого тиристора второго резервного полумоста, а анод второго тиристора первого резервного полумоста через дроссель подключен к катоду второго тиристора второго резервного полумоста. Все защитные элементы подключены к общей точке вторичной обмотки трансформатора, все датчики тока, защитные элементы и задатчик частоты вращения подключены к микроконтроллеру, который подключен ко всем тиристорам и симисторам, при этом все защитные элементы одинаковы.In contrast to the prototype, a thyristor converter was selected as a rectifier, and a rotary thyristor converter made according to a three-phase bridge circuit was used as an inverter. Moreover, each half-bridge of the rotor thyristor converter is connected through a corresponding current sensor to the corresponding rotor winding of the induction motor and through the corresponding protective element to the anode of the first and to the cathode of the second thyristors of the first backup half-bridge. The cathode of the first and the anode of the second thyristors form a common point to which three triacs of the first backup half-bridge are connected by the first power leads, the second power leads of which are connected to the indicated current sensors. Each half-bridge of the network thyristor converter is connected through its current sensor to the corresponding secondary winding of the three-phase transformer and through the corresponding protective element to the anode of the first and to the cathode of the second thyristors of the second backup half-bridge. The cathode of the first and the anode of the second thyristors form a common point to which three triacs of the second backup half-bridge are connected by the first power leads, the second power leads of which are connected to these current sensors. The cathode of the first thyristor of the first backup half-bridge is connected to the anode of the first thyristor of the second backup half-bridge, and the anode of the second thyristor of the first backup half-bridge is connected via a choke to the cathode of the second thyristor of the second backup half-bridge. All protective elements are connected to a common point of the secondary winding of the transformer, all current sensors, protective elements and a speed controller are connected to a microcontroller, which is connected to all thyristors and triacs, while all protective elements are the same.

Каждый защитный элемент содержит две плавкие вставки, которые включены между выводами каждого полумоста и выводами соответствующего резервного полумоста. Катод первого и анод второго коротящего тиристора подключены к соответствующему полумосту соответствующего тиристорного преобразователя, а анод первого и катод второго коротящего тиристора подключены к общей точке трехфазного трансформатора. Аноды и управляющие электроды коротящих тиристоров подключены к микроконтроллеру.Each protective element contains two fusible inserts that are connected between the terminals of each half-bridge and the terminals of the corresponding backup half-bridge. The cathode of the first and the anode of the second short-circuit thyristor are connected to the corresponding half-bridge of the corresponding thyristor converter, and the anode of the first and the cathode of the second short-circuit thyristor are connected to the common point of the three-phase transformer. Anodes and control electrodes of the short thyristors are connected to the microcontroller.

Следует отметить, что при отказе одного из тиристоров сетевого или роторного тиристорного преобразователя возможны отказы двух типов: «невыключение» или «невключение» тиристоров.It should be noted that in case of failure of one of the thyristors of the network or rotor thyristor converter, two types of failures are possible: “non-disconnection” or “non-inclusion” of thyristors.

Отказ типа «невыключение» одного из тиристоров роторного тиристорного преобразователя приведет к намагничиванию постоянным током ротора асинхронного двигателя, появлению электромагнитного тормозного момента и перегреву асинхронного двигателя, отказ типа «невключение» одного из тиристоров сетевого тиристорного преобразователя приведет к однополупериодному питанию соответствующей роторной обмотки и появлению электромагнитного тормозного момента и перегреву асинхронного двигателя. В результате асинхронный двигатель достигает предельного состояния работоспособности с последующим разрушением.Failure of the type of “non-shutdown” of one of the thyristors of the rotor thyristor converter will result in direct current magnetization of the rotor of the induction motor, the appearance of electromagnetic braking torque and overheating of the induction motor, failure of the type of “non-inclusion” of one of the thyristors of the mains thyristor converter will lead to half-wave power supply of the corresponding rotor winding and the appearance of braking torque and overheating of an induction motor. As a result, the asynchronous motor reaches the ultimate state of operability with subsequent destruction.

Таким образом, отказ одного из тиристоров сетевого или роторного тиристорного преобразователя приводит к неработоспособности электропривода.Thus, the failure of one of the thyristors of the network or rotor thyristor converter leads to inoperability of the electric drive.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков, состоит в том, что в предложенном техническом решении восстановление работоспособности осуществляют следующим образом:The technical result provided by the above set of essential features is that in the proposed technical solution, the restoration of performance is as follows:

1. Осуществляют диагностику отказа соответствующего полумоста роторного тиристорного преобразователя или/и сетевого тиристорного преобразователя на основе данных, полученных с датчиков тока. Диагностику производят в программе микроконтроллера и формируют соответствующий бит отказа.1. Diagnose the failure of the corresponding half-bridge of the rotor thyristor converter and / or network thyristor converter based on data received from current sensors. Diagnostics is performed in the microcontroller program and the corresponding failure bit is generated.

2. Одновременно подают управление отказавшего полумоста на резервный полумост роторного тиристорного преобразователя или/и сетевого тиристорного преобразователя. Формируют управление симистором и защитным элементом соответствующие отказавшему полумосту роторного тиристорного преобразователя или/и сетевого тиристорного преобразователя.2. At the same time, the failed half-bridge is fed to the backup half-bridge of the rotor thyristor converter and / or network thyristor converter. Form the control of the triac and the protective element corresponding to the failed half-bridge of the rotor thyristor converter and / or network thyristor converter.

В результате происходит блокировка отказавшего полумоста роторного или/и сетевого тиристорного преобразователя и за счет подключения резервного полумоста - полное восстановление функционирования электропривода.As a result, the failed half-bridge of the rotor or / and network thyristor converter is blocked and, due to the backup half-bridge, the drive is fully restored.

Это позволяет при нулевых колебаниях частоты вращения для отказа типа «невключение» тиристоров и незначительных колебаниях частоты вращения для отказа типа «невыключение» тиристоров восстановить функционирование электропривода и избежать потери работоспособности и разрушения электропривода, выполненного на основе двигателя двойного питания, по сравнению со случаем реализации схемы прототипа и тем самым обеспечить свойство живучести электропривода.This allows for zero fluctuations in the rotational speed for failure of the thyristor “not turning on” type and insignificant fluctuations in the rotational speed for the thyristor “not turning on” failure to restore the electric drive’s functioning and to avoid the loss of operability and destruction of the electric drive based on the dual-supply motor, as compared to the case of the circuit implementation prototype and thereby ensure the survivability of the electric drive.

На фиг. 1 изображена схема двигателя двойного питания с обеспечением свойства живучести.In FIG. 1 is a schematic diagram of a dual power engine providing survivability.

На фиг. 2 изображена принципиальная схема защитного элемента.In FIG. 2 shows a schematic diagram of a protective element.

Устройство управления и обеспечения живучести двигателя двойного питания (фиг. 1) содержит асинхронный двигатель 1, статорные обмотки которого подключены к сети переменного тока, а роторные обмотки через датчики тока 2, 3 и 4 подключены к роторному тиристорному преобразователю 5 (РТП) и к резервному полумосту 6 (Р1).The control device and ensure the survivability of the dual-power motor (Fig. 1) contains an asynchronous motor 1, the stator windings of which are connected to an alternating current network, and the rotor windings are connected through rotary current sensors 2, 3, and 4 to a rotary thyristor converter 5 (RTP) and to a reserve half bridge 6 (P1).

Резервный полумост 6 (Р1) состоит из трех симисторов 7-9, включенных в цепь трехфазного переменного тока ротора и двух резервных тиристоров 10 и 11, включенных в цепь постоянного тока, причем тиристор 11 подключен катодом к клемме 12, а тиристор 10 подключен анодом к клемме 13.The backup half-bridge 6 (P1) consists of three triacs 7-9 included in the three-phase alternating current circuit of the rotor and two reserve thyristors 10 and 11 included in the DC circuit, with the thyristor 11 connected to the terminal 12 by the cathode, and the thyristor 10 connected to the anode terminal 13.

Роторный тиристорный преобразователь 5 (РТП) выполнен по мостовой трехфазной схеме с помощью тиристоров 14-19. Каждый полумост тиристорного преобразователя 5 (РТП) через соответствующие защитные элементы 20 (ЗЭ1), 21 (ЗЭ2) и 22 (ЗЭ3) подключен в цепь постоянного тока (клеммы 12 и 13).Rotary thyristor converter 5 (RTP) is made according to a three-phase bridge circuit using thyristors 14-19. Each half-bridge of the thyristor converter 5 (RTP) through the corresponding protective elements 20 (ZE1), 21 (ZE2) and 22 (ZE3) is connected to a DC circuit (terminals 12 and 13).

Первичная обмотка трехфазного трансформатора 23 подключена к трехфазной сети переменного тока, а вторичная обмотка через датчики тока 24, 25 и 26 подключена к сетевому тиристорному преобразователю 27 (СТП) и к второму резервному полумосту 28 (Р2). Резервный полумост 28 (Р2) состоит из трех симисторов 29-31, включенных в цепь трехфазного переменного тока вторичной обмотки трансформатора 23 и двух резервных тиристоров 32 и 33, подключенных к цепи постоянного тока, причем тиристор 32 подключен анодом к клемме 12, а тиристор 33 подключен катодом через дроссель 34 к клемме 13.The primary winding of a three-phase transformer 23 is connected to a three-phase AC network, and the secondary winding through current sensors 24, 25 and 26 is connected to a network thyristor converter 27 (STP) and to the second backup half-bridge 28 (P2). The backup half-bridge 28 (P2) consists of three triacs 29-31 connected to the three-phase alternating current circuit of the secondary winding of the transformer 23 and two backup thyristors 32 and 33 connected to the direct current circuit, with the thyristor 32 being connected to terminal 12 by the anode and the thyristor 33 connected by a cathode through inductor 34 to terminal 13.

Сетевой тиристорный преобразователь 27 (СТП) выполнен по мостовой трехфазной схеме с помощью тиристоров 35-40. Каждый полумост сетевого тиристорного преобразователя 27 (СТП) через соответствующие защитные элементы 41 (ЗЭ4), 42 (ЗЭ5) и 43 (ЗЭ6) подключено в цепь постоянного тока. Все защитные элементы 20 (ЗЭ1), 21 (ЗЭ2), 22 (ЗЭ3), 41 (ЗЭ4), 42 (ЗЭ5) и 43 (ЗЭ6) подключены к общей точке вторичной обмотки трансформатора 23.The network thyristor converter 27 (STP) is made according to a three-phase bridge circuit using thyristors 35-40. Each half-bridge of the network thyristor converter 27 (STP) through the corresponding protective elements 41 (ZE4), 42 (ZE5) and 43 (ZE6) is connected to the DC circuit. All protective elements 20 (ZE1), 21 (ZE2), 22 (ZE3), 41 (ZE4), 42 (ZE5) and 43 (ZE6) are connected to the common point of the secondary winding of the transformer 23.

Выходы датчиков тока 2-4 и 24-26 подключены к микроконтроллеру 44 (МК), к которому подключен также задатчик частоты вращения 45 (ЗЧВ). Микроконтроллер 44 (МК) подключен ко всем тиристорам: 10, 11, 14-19, 32, 33, 35-40 и симисторам: 7-9, 29-31.The outputs of the current sensors 2-4 and 24-26 are connected to the microcontroller 44 (MK), which is also connected to the speed controller 45 (ZCHV). Microcontroller 44 (MK) is connected to all thyristors: 10, 11, 14-19, 32, 33, 35-40 and triacs: 7-9, 29-31.

Защитные элементы 21 (ЗЭ2), 22 (ЗЭ3), 41 (ЗЭ4), 42 (ЗЭ5), 43 (ЗЭ6) одинаковы. Роторный тиристорный преобразователь 5 (РТП) одним концом подключен к катоду коротящего тиристора 46 (защитного элемента 20 (ЗЭ1), фиг. 2) и через плавкую вставку 47 к клемме постоянного тока 12. Другим концом роторный тиристорный преобразователь 5 (РТП) подключен к аноду тиристора 48 и через плавкую вставку 49 к клемме постоянного тока 13. Общая точка вторичной обмотки трехфазного трансформатора 23 подключена к аноду тиристора 46 и к катоду тиристора 48. Аноды и управляющие электроды тиристоров 46 и 48 подключены к микроконтроллеру 44 (МК).The protective elements 21 (ZE2), 22 (ZE3), 41 (ZE4), 42 (ZE5), 43 (ZE6) are the same. A rotary thyristor converter 5 (RTP) is connected at one end to the cathode of a short-circuit thyristor 46 (protective element 20 (ЗЭ1), Fig. 2) and through a fuse insert 47 to a DC terminal 12. At the other end, a rotary thyristor converter 5 (RTP) is connected to the anode of the thyristor 48 and through the fusible insert 49 to the DC terminal 13. The common point of the secondary winding of the three-phase transformer 23 is connected to the anode of the thyristor 46 and to the cathode of the thyristor 48. The anodes and control electrodes of the thyristors 46 and 48 are connected to the microcontroller 44 (MK).

Обеспечение живучести двигателя двойного питания осуществляется следующим образом. На обмотку статора асинхронного двигателя 1 подают напряжение постоянной амплитуды и частоты, а на обмотку ротора через трехфазный трансформатор 23, сетевой тиристорный преобразователь 2 и роторный тиристорный преобразователь 5 (РТП) - регулируемое трехфазное напряжение, направленное встречно ЭДС обмотки ротора и превышающее его по величине. Определяют моменты коммутации тиристоров 14 - 19 роторного тиристорного преобразователя 5 (РТП) и, коммутируя эти тиристоры с помощью микроконтроллера 44 (МК), устанавливают заданную частоту вращения асинхронного двигателя 1. Регулирование частоты вращения осуществляют изменением величины подведенного к обмотке ротора напряжения путем изменения сигнала задатчика частоты вращения 45 (ЗЧВ). С помощью датчиков тока 2-4 и 24-26 диагностируют отказ полумоста роторного 5 (РТП) или/и сетевого тиристорного преобразователя 27 (СТП) и формируют в микроконтроллере 44 (МК) соответствующий бит отказа. В случае обнаружения отказа одного из полумостов включают выявленным битом отказа соответствующий защитный элемент отказавшего полумоста роторного 5 (РТП) или/и сетевого тиристорного преобразователя 27 (СТП). При включении тиристоров 46 и 48 на короткое время, плавкие вставки 47 и 49 перегорают и поступление напряжения на отказавший полумост прекращается. Далее управление подают на резервный полумост 6 (Р1), в случае отказа полумоста роторного тиристорного преобразователя 5 (РТП), и на второй резервный полумост 28 (Р2) - в случае отказа полумоста сетевого тиристорного преобразователя 27 (СТП). В случае отказа полумоста роторного тиристорного преобразователя 5 (РТП) резервный полумост 6 (Р1) подключают через симисторы 7 - 9 к соответствующим фазам питающего напряжения ротора асинхронного двигателя 1. В случае отказа полумоста сетевого тиристорного преобразователя 27 (СТП) второй резервный полумост 28 (Р2) через симисторы 35 - 40 подключают к соответствующей фазе вторичной обмотки трансформатора 23. Управление на соответствующие симисторы формируют по логической функции ИЛИ для тиристоров отказавшего полумоста, при этом подачу управляющих сигналов из микроконтроллера 44 в соответствующие защитные элементы 20 - 22 и 41 - 43, резервные полумосты 6 (Р1) и 28 (Р2) и симисторы 7-9 и 29 - 31 подают одновременно, и тем самым минимизируют время восстановления.Ensuring the survivability of the dual power engine is as follows. The stator winding of the induction motor 1 is supplied with a voltage of constant amplitude and frequency, and the rotor winding through a three-phase transformer 23, a network thyristor converter 2 and a rotary thyristor converter 5 (RTP) - an adjustable three-phase voltage directed opposite the EMF of the rotor winding and exceeding it in magnitude. The switching moments of the thyristors 14 - 19 of the rotary thyristor converter 5 (RTP) are determined and, switching these thyristors using a microcontroller 44 (MK), the set speed of the asynchronous motor 1 is set. The speed is controlled by changing the magnitude of the voltage supplied to the winding of the rotor by changing the setpoint signal frequency of rotation 45 (ZChV). Using current sensors 2-4 and 24-26, failure of the half-bridge of rotor 5 (RTP) or / and network thyristor converter 27 (STP) is diagnosed and the corresponding failure bit is generated in microcontroller 44 (MK). In the event of a failure of one of the half-bridges, the corresponding protective element of the failed half-bridge of the rotor 5 (RTD) and / or network thyristor converter 27 (STF) is included with the detected bit of failure. When thyristors 46 and 48 are turned on for a short time, fuse links 47 and 49 burn out and the voltage supply to the failed half-bridge stops. Next, control is fed to the backup half-bridge 6 (P1), in the event of a failure of the half-bridge of the rotor thyristor converter 5 (RTP), and to the second backup half-bridge 28 (P2) - in the event of a failure of the half-bridge of the network thyristor converter 27 (STP). In the event of a failure of the half-bridge of the rotor thyristor converter 5 (RTP), the backup half-bridge 6 (P1) is connected through triacs 7 to 9 to the corresponding phases of the supply voltage of the rotor of the induction motor 1. In the event of a half-bridge failure of the network thyristor converter 27 (STP), the second backup half-bridge 28 (P2 ) through the triacs 35 - 40 they connect to the corresponding phase of the secondary winding of the transformer 23. The control for the corresponding triacs is formed by the logical function OR for the thyristors of the failed half-bridge, while the feed is controlled of signals from the microcontroller 44 to the corresponding security elements 20 - 22 and 41 - 43, redundant half bridge 6 (P1) and 28 (P2) and triacs 7-9 and 29 - 31 are simultaneously fed, and thereby minimize recovery time.

В результате предотвращается аварийная ситуация при отказах электропривода типа: «невыключение» или «невключение» тиристоров роторного или/и сетевого тиристорного преобразователя с обеспечением живучести двигателя двойного питания.As a result, an emergency situation is prevented in case of failures of the electric drive of the type: “non-shutdown” or “non-shutdown” of the thyristors of the rotor and / or network thyristor converter with ensuring the survivability of the dual-power motor.

Claims (2)

1. Устройство управления и обеспечения живучести двигателя двойного питания, содержащее асинхронный двигатель, статорные обмотки которого подключены к сети переменного тока, преобразователь частоты, состоящий из регулируемого выпрямителя и инвертора, трехфазный трансформатор подключен к сети переменного тока, отличающееся тем, что в качестве выпрямителя выбран сетевой тиристорный преобразователь, а в качестве инвертора использован роторный тиристорный преобразователь, выполненные по мостовой трехфазной схеме, при этом каждый полумост роторного тиристорного преобразователя подключен через соответствующий датчик тока к соответствующей роторной обмотке асинхронного двигателя и через соответствующий защитный элемент к аноду первого и к катоду второго тиристоров первого резервного полумоста, причем катод первого и анод второго тиристоров образуют общую точку, к которой первыми силовыми выводами подключены три симистора первого резервного полумоста, вторые силовые выводы которых подключены к указанным датчикам тока, а каждый полумост сетевого тиристорного преобразователя подключен через свой датчик тока к соответствующей вторичной обмотке трехфазного трансформатора и через соответствующий защитный элемент к аноду первого и к катоду второго тиристоров второго резервного полумоста, причем катод первого и анод второго тиристоров образуют общую точку, к которой первыми силовыми выводами подключены три симистора второго резервного полумоста, вторые силовые выводы которых подключены к этим датчикам тока, катод первого тиристора первого резервного полумоста подключен к аноду первого тиристора второго резервного полумоста, а анод второго тиристора первого резервного полумоста через дроссель подключен к катоду второго тиристора второго резервного полумоста, все защитные элементы подключены к общей точке вторичной обмотки трансформатора, все датчики тока, защитные элементы и задатчик частоты вращения подключены к микроконтроллеру, который подключен ко всем тиристорам и симисторам, при этом все защитные элементы одинаковы.1. The control device and ensure the survivability of the dual-power motor, containing an asynchronous motor, the stator windings of which are connected to an alternating current network, a frequency converter consisting of an adjustable rectifier and an inverter, a three-phase transformer connected to an alternating current network, characterized in that the rectifier is selected network thyristor converter, and a rotary thyristor converter, made according to a three-phase bridge circuit, with each half the rotor thyristor converter is connected through the corresponding current sensor to the corresponding rotor winding of the induction motor and through the corresponding protective element to the anode of the first and to the cathode of the second thyristors of the first backup half-bridge, and the cathode of the first and anode of the second thyristors form a common point to which the first power leads are connected triac of the first backup half-bridge, the second power terminals of which are connected to the indicated current sensors, and each half-bridge of the thyristor network The generator is connected through its current sensor to the corresponding secondary winding of the three-phase transformer and through the corresponding protective element to the anode of the first and to the cathode of the second thyristors of the second backup half-bridge, and the cathode of the first and anode of the second thyristors form a common point to which three triacs of the second backup are connected by the first power leads half-bridge, the second power leads of which are connected to these current sensors, the cathode of the first thyristor of the first backup half-bridge is connected to the anode of the first thyristor in of the second backup half-bridge, and the anode of the second thyristor of the first backup half-bridge is connected via a choke to the cathode of the second thyristor of the second backup half-bridge, all protective elements are connected to the common point of the secondary winding of the transformer, all current sensors, protective elements and the speed controller are connected to the microcontroller, which is connected to all thyristors and triacs, while all the protective elements are the same. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый защитный элемент содержит две плавкие вставки, которые включены между выводами каждого полумоста и выводами соответствующего резервного полумоста, катод первого и анод второго коротящего тиристора подключены к соответствующему полумосту соответствующего тиристорного преобразователя, а анод первого и катод второго коротящего тиристора подключены к общей точке трехфазного трансформатора, аноды и управляющие электроды коротящих тиристоров подключены к микроконтроллеру. 2. The device according to claim 1, characterized in that each protective element contains two fuse links that are connected between the terminals of each half-bridge and the terminals of the corresponding backup half-bridge, the cathode of the first and the anode of the second short-circuit thyristor are connected to the corresponding half-bridge of the corresponding thyristor converter, and the anode of the first and the cathode of the second short-circuit thyristor is connected to the common point of the three-phase transformer, the anodes and control electrodes of the short-circuit thyristors are connected to the microcontroller.
RU2013104966/07A 2013-02-07 2013-02-07 Device to control and ensure durability of double-fed motor RU2525294C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013104966/07A RU2525294C1 (en) 2013-02-07 2013-02-07 Device to control and ensure durability of double-fed motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013104966/07A RU2525294C1 (en) 2013-02-07 2013-02-07 Device to control and ensure durability of double-fed motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2525294C1 true RU2525294C1 (en) 2014-08-10

Family

ID=51355303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013104966/07A RU2525294C1 (en) 2013-02-07 2013-02-07 Device to control and ensure durability of double-fed motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525294C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076450C1 (en) * 1994-01-06 1997-03-27 Липецкий государственный технический университет Method for regulation of rotation frequency of double-supply electric motor and device which implements said method
RU67534U1 (en) * 2007-05-31 2007-10-27 Государственное унитарное предприятие Нижегородское отделение - дочернее предприятие Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта Министерства путей сообщения Российской Федерации DEVICE FOR SERVICE STAFF ABOUT TRAIN APPROXIMATION
JP4647684B2 (en) * 2007-06-28 2011-03-09 三菱電機株式会社 Power converter
EP2312745A1 (en) * 2008-08-08 2011-04-20 Shunxin Zhou A system for driving asynchronously multiple motors by one inverter and for realizing frequency variation and speed adjusting of rotors
DE102010056323A1 (en) * 2010-12-27 2012-06-28 Audi Ag Method for operating induction machine for motor vehicle, involves detecting whether one of the switches connected with windings is in failure state, so as to make direct current flow through winding associated with failure switch
KR20120078533A (en) * 2010-12-31 2012-07-10 엘에스산전 주식회사 Induction motor stall protection circuit, induction motor driving system and method for stall protection of the induction motor
RU2460190C1 (en) * 2011-04-06 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method to control and provide robustness of three-phase induction motor of rotary or reciprocal motion
US8264209B2 (en) * 2007-03-24 2012-09-11 Woodward Kempen Gmbh Method of and apparatus for operating a double-fed asynchronous machine in the event of transient mains voltage changes

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076450C1 (en) * 1994-01-06 1997-03-27 Липецкий государственный технический университет Method for regulation of rotation frequency of double-supply electric motor and device which implements said method
US8264209B2 (en) * 2007-03-24 2012-09-11 Woodward Kempen Gmbh Method of and apparatus for operating a double-fed asynchronous machine in the event of transient mains voltage changes
RU67534U1 (en) * 2007-05-31 2007-10-27 Государственное унитарное предприятие Нижегородское отделение - дочернее предприятие Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта Министерства путей сообщения Российской Федерации DEVICE FOR SERVICE STAFF ABOUT TRAIN APPROXIMATION
JP4647684B2 (en) * 2007-06-28 2011-03-09 三菱電機株式会社 Power converter
EP2312745A1 (en) * 2008-08-08 2011-04-20 Shunxin Zhou A system for driving asynchronously multiple motors by one inverter and for realizing frequency variation and speed adjusting of rotors
DE102010056323A1 (en) * 2010-12-27 2012-06-28 Audi Ag Method for operating induction machine for motor vehicle, involves detecting whether one of the switches connected with windings is in failure state, so as to make direct current flow through winding associated with failure switch
KR20120078533A (en) * 2010-12-31 2012-07-10 엘에스산전 주식회사 Induction motor stall protection circuit, induction motor driving system and method for stall protection of the induction motor
RU2460190C1 (en) * 2011-04-06 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method to control and provide robustness of three-phase induction motor of rotary or reciprocal motion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Marques et al. A new diagnostic technique for real-time diagnosis of power converter faults in switched reluctance motor drives
CN107134952B (en) Motor drive
JP5797751B2 (en) Voltage inverter and method for controlling such an inverter
CN101272125B (en) Motor drive system with fault tolerance function
JP2013529055A5 (en)
JP5967299B2 (en) Power conversion apparatus and control method thereof
US20070114223A1 (en) System and method for providing power and control through a rotating interface
JP5809029B2 (en) Uninterruptible power system
CN101667804A (en) Multiphase permanent magnet fault-tolerant motor control system in half-bridge structure
CN109756164A (en) Counter magnetic field winding in generator
CN110957753A (en) System and method for controlling an uninterruptible power supply for an electric power system
Cordeiro et al. Fault-tolerant voltage-source-inverters for switched reluctance motor drives
CN108631673A (en) Vector control method for fault-tolerant system of permanent magnet synchronous motor
Yeh et al. Induction motor-drive systems with fault tolerant inverter-motor capabilities
CN108667379A (en) Direct torque control method for fault-tolerant system of two-phase permanent magnet synchronous motor
JPWO2021144867A5 (en)
GB2483524A (en) Motor protection switch
US10855215B2 (en) Power generation system technical field
RU2525294C1 (en) Device to control and ensure durability of double-fed motor
Zhou et al. A fault tolerant control system for hexagram inverter motor drive
TWI505625B (en) Power conversion system and its control method
Saha et al. Analysis of different types of faults exhibited in switched reluctance motor drives
RU2488216C1 (en) Controlled electric drive with advanced reliability performance
WO2014078923A1 (en) System and method for protection and control of dual voltage motors and compressor
Zhu et al. Fault remedial strategies in a fault-tolerant brushless permanent magnet AC motor drive with redundancy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150208