RU2548015C2 - Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты - Google Patents
Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548015C2 RU2548015C2 RU2013121243/07A RU2013121243A RU2548015C2 RU 2548015 C2 RU2548015 C2 RU 2548015C2 RU 2013121243/07 A RU2013121243/07 A RU 2013121243/07A RU 2013121243 A RU2013121243 A RU 2013121243A RU 2548015 C2 RU2548015 C2 RU 2548015C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- voltage
- frequency converter
- inverter
- rectifier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных частотно-регулируемых электроприводах для контроля исправности входного трансформатора и силовых ячеек. Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты, содержащего входной трансформатор и включенные в каждую из трех фаз несколько уровней силовых ячеек, каждая из которых содержит выпрямитель на тиристорах и инвертор на IGBT-транзисторах, заключается в том, что система управления проверяет исправность каждой силовой ячейки путем измерения температуры тиристоров, выходного напряжения выпрямителя, температуры IGBT-транзисторов и выходного тока инвертора, причем дополнительно проверяется состояние обмоток входного трансформатора путем измерения температуры, выходного напряжения и тока. Применение способа самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты позволит получить технический результат - повысить надежность функционирования электропривода. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных частотно-регулируемых электроприводах для контроля исправности входного трансформатора и силовых ячеек.
Известен способ аварийного управления силовой ячейкой высоковольтного преобразователя частоты, включающий контроль состояния силовой ячейки и ее байпасирование при выявлении неисправности (патент РФ №2289191, МПК Н02М 5/453, от 04.10.2006), включающий формирование выходного напряжения каждой фазы многоуровневого инвертора напряжения в виде ступенчатой синусоиды путем сложения волн напряжения ряда включенных последовательно силовых блоков, а также обеспечение обхода дефектного силового блока выходным нагрузочным током в случае возникновения неисправности этого силового блока путем включения управляемого тиристора байпасного моста, отличающийся тем, что при возникновении неисправности дефектного силового блока одновременно подают сигналы на открытие транзисторов в смежных плечах управляемых мостов и управляемые тиристоры байпасных мостов этого дефектного силового блока и двух других силовых блоков, занимающих такие же по счету от начала соответствующего ряда позиции в рядах последовательно включенных силовых блоков формирования выходных напряжений двух других фаз многоуровневого инвертора напряжений, причем момент одновременной подачи сигналов на открытие транзисторов в смежных плечах управляемых мостов и управляемые тиристоры байпасных мостов дефектного силового блока и соответствующих ему двух других блоков в двух других рядах силовых блоков определяют на основании сравнения информационных сигналов с выхода каждого ряда силовых блоков и соответствующих им информационных сигналов с каждого соответствующего этим рядам оптоволоконного концентратора.
Недостаток данного способа - неполный контроль исправности элементов высоковольтного преобразователя частоты, а именно отсутствие контроля исправности обмоток входного трансформатора.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ аварийного управления силовой ячейкой высоковольтного преобразователя частоты (патент РФ №2397597, МПК Н02М 5/458, 06.04.2009). Способ аварийного управления силовой ячейкой высоковольтного преобразователя частоты, содержащей выпрямитель на тиристорах и инвертор на IGBT-транзисторах, заключающийся в том, что контролируют силовую ячейку и при неисправности выводят ее из работы путем байпасирования, отключают по входу и выходу, тестируют и при положительном результате тестирования вводят в работу, при этом контролируют силовую ячейку по температуре тиристоров, выходному напряжению выпрямителя, температуре IGBT-транзисторов и выходному току инвертора, а при тестировании проверяют состояние входных предохранителей и при отсутствии их срабатываний попарно включают тиристоры в противоположных плечах соседних фаз выпрямителя и проверяют, сравнивая с установленным минимальным значением, выходное напряжение выпрямителя, а затем попарно включают IGBT-транзисторы в противоположных плечах инвертора и проверяют, сравнивая с установленным минимальным значением, выходной ток инвертора через балластную нагрузку.
Недостатком данного способа является отсутствие контроля остаточного ресурса изоляции, который определяется интегрально через время работы трансформатора при превышениях напряжения и температуры.
Задачей изобретения является повышение надежности функционирования высоковольтного преобразователя частоты за счет осуществления контроля остаточного ресурса изоляции.
Поставленная цель достигается тем, что в способе самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты, содержащего входной трансформатор и включенные в каждую из трех фаз несколько уровней силовых ячеек, каждая из которых содержит выпрямитель на тиристорах и инвертор на IGBT-транзисторах, включающем контроль исправности силовых ячеек по температуре тиристоров, выходному напряжению выпрямителя, температуре IGBT-транзисторов и выходному току инвертора, согласно изобретению дополнительно контролируют состояние вторичных обмоток входного многообмоточного трансформатора путем измерения их температуры, выходного напряжения и тока, что дает возможность дополнительно контролировать остаточный ресурс изоляции.
На фиг. 1 представлена схема высоковольтного преобразователя частоты с байпасными полупроводниковыми ключами, содержащего входной многообмоточный трансформатор 1, систему управления 2 с управляющим выходом 3, коммутирующим ключи при неисправности силовых ячеек, диагностическим входом 4 параметров трансформатора и диагностическими входами параметров ячеек 5, и несколько уровней силовых ячеек в каждой фазе: силовые ячейки первого уровня 6, силовые ячейки второго уровня 7, силовые ячейки третьего уровня 8 и так далее, а параллельно выходу каждой силовой ячейки подключен байпасный полупроводниковый ключ 9.
На фиг. 2 показана схема силовой ячейки, управляемой по предлагаемому способу. В состав силовой ячейки входят выпрямитель 10 на тиристорах VD1…VD6 и инвертор 11 на IGBT-транзисторах VT1…VT4. Выпрямитель 10 и инвертор 11 снабжены датчиками 12 температуры тиристоров и IGBT-транзисторов (на фиг. 2 условно показано по одному датчику 12). Силовая ячейка снабжена также датчиком 13 напряжения и датчиком 14 выходного тока инвертора. Выходы всех датчиков подключены к системе управления 2 через диагностический вход параметров ячеек 5.
На фиг. 3 показана одна из вторичных обмоток входного многообмоточного трансформатора 1 с установленными датчиками 14 тока, 13 выходного напряжения и 12 температуры, информация от которых поступает в систему управления 2 через диагностический вход 4 параметров трансформатора.
Осуществляя заявленный способ, устройство работает следующим образом.
В режиме рабочего управления байпасный полупроводниковый ключ 9 разомкнут и система управления 2 контролирует исправность силовых ячеек и вторичных обмоток входного многообмоточного трансформатора 1. Исправность каждой силовой ячейки производится по следующим критериям: по температуре тиристоров выпрямителя 10 и IGBT-транзисторов инвертора 11, получаемой с соответствующих датчиков 12; по выходному напряжению выпрямителя 10, данные о котором поступают от датчика 13; по выходному току инвертора 11, данные о котором поступают от датчика 14. Сигналы от всех датчиков силовых ячеек поступают в систему управления 2 через диагностический вход 5 параметров силовых ячеек. В известном способе состояние входного трансформатора 1 не контролируется. При этом в случае неисправности входного трансформатора 1 аварийные сигналы на выходе датчиков температуры 12, тока 14 и напряжения 13 (фиг. 3), контролирующих состояние силового блока, могут не появиться. Это возможно, например, при витковых замыканиях внутри вторичной обмотки входного трансформатора или при увеличении температуры трансформатора вследствие неисправностей в магнитопроводе. Это снижает надежность преобразователя частоты, вызывает ускоренное старение изоляции и может привести к развитию аварии и полному выходу из строя входного трансформатора 1 и преобразователя частоты в целом.
В предлагаемом способе контроль состояния каждой вторичной обмотки входного многообмоточного трансформатора 1 производится: по температуре обмотки, получаемой с соответствующего датчика 12; по выходному напряжению обмотки, данные о котором поступают от датчика 13; по току обмотки, данные о котором поступают от датчика 14. Сигналы от всех датчиков вторичных обмоток поступают в систему управления 2 через диагностический вход 4 параметров трансформатора.
При отклонении любого из контролируемых параметров ячейки или вторичной обмотки за установленные пределы система управления 2 фиксирует обнаружение неисправности и выводит из работы силовую ячейку в соответствующей фазе преобразователя путем замыкания байпасного полупроводникового ключа 9. При этом принимаются меры по обеспечению симметричности фазных напряжений на выходе преобразователя (выводом из работы силовых ячеек в остальных фазах). При замыкании байпасного ключа 9 неисправная вторичная обмотка и соответствующая силовая ячейка отсоединяются от нагрузки, ток во вторичной обмотке входного трансформатора 1 снижается до тока холостого хода, температурный режим входного трансформатора 1 восстанавливается и развития аварии в неисправной вторичной обмотке входного трансформатора 1 не происходит.
Таким образом, применение способа самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты позволит контролировать остаточный ресурс изоляции, который определяется интегрально через время работы трансформатора при превышениях напряжения и температуры.
Claims (1)
- Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты, содержащего входной трансформатор и включенные в каждую из трех фаз несколько уровней силовых ячеек, каждая из которых содержит выпрямитель на тиристорах и инвертор на IGBT-транзисторах, включающий контроль исправности силовых ячеек по температуре тиристоров, выходному напряжению выпрямителя, температуре IGBT-транзисторов и выходному току инвертора, отличающийся тем, что дополнительно контролируют состояние вторичных обмоток входного многообмоточного трансформатора путем измерения их температуры, выходного напряжения и тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121243/07A RU2548015C2 (ru) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121243/07A RU2548015C2 (ru) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013121243A RU2013121243A (ru) | 2014-11-20 |
RU2548015C2 true RU2548015C2 (ru) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013121243/07A RU2548015C2 (ru) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2548015C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU186888U1 (ru) * | 2018-07-30 | 2019-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Стенд для испытаний igbt транзисторов и драйверов их затворов |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106501691B (zh) * | 2016-10-27 | 2023-10-24 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司 | 便携式高压变频器功率单元综合检测装置 |
CN112611977B (zh) * | 2020-12-31 | 2023-07-25 | 大禹电气科技股份有限公司 | 高压变频器性能实验方法和系统 |
CN112964953B (zh) * | 2021-02-25 | 2024-05-14 | 台州市菱士达电器有限公司 | 变频器故障预诊断方法及系统 |
CN117805542B (zh) * | 2024-03-01 | 2024-05-14 | 张家港市升恒机械设备制造有限公司 | 一种矿用隔爆本质安全型变频器运行监控系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU70046U1 (ru) * | 2007-09-18 | 2008-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоЗащитные Системы" | Разделительный трансформатор с устройством контроля тока нагрузки, температуры и изоляции |
RU2397597C1 (ru) * | 2009-04-06 | 2010-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НИЦ Приводная Техника" (ООО "НИЦ Приводная Техника") | Способ аварийного управления силовой ячейкой высоковольтного преобразователя частоты |
RU124040U1 (ru) * | 2012-08-08 | 2013-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТПЭ-Тяжпромэлектро" | Разделительный трансформатор |
-
2013
- 2013-05-07 RU RU2013121243/07A patent/RU2548015C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU70046U1 (ru) * | 2007-09-18 | 2008-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоЗащитные Системы" | Разделительный трансформатор с устройством контроля тока нагрузки, температуры и изоляции |
RU2397597C1 (ru) * | 2009-04-06 | 2010-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НИЦ Приводная Техника" (ООО "НИЦ Приводная Техника") | Способ аварийного управления силовой ячейкой высоковольтного преобразователя частоты |
RU124040U1 (ru) * | 2012-08-08 | 2013-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТПЭ-Тяжпромэлектро" | Разделительный трансформатор |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU186888U1 (ru) * | 2018-07-30 | 2019-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта" | Стенд для испытаний igbt транзисторов и драйверов их затворов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013121243A (ru) | 2014-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8860380B2 (en) | Method for energizing a chain-link converter, controller, computer programs and computer program products | |
RU2548015C2 (ru) | Способ самодиагностики высоковольтного преобразователя частоты | |
US9252703B2 (en) | Method of diagnosing the failure of a photovoltaic generator | |
CN107819357B (zh) | 带有故障位置检测的隔离并联ups系统 | |
EP2921871B1 (en) | Connection integrity testing method and apparatus for multi-stage voltage source converters | |
CN102545639B (zh) | 用于调节直流电压的电路和方法以及电力转换器 | |
JP2008054481A (ja) | 電力変換器の点検装置及び方法 | |
US20150177287A1 (en) | Capacitor failure | |
KR100968348B1 (ko) | 부동 캐패시터를 이용한 셀 밸런싱 회로의 고장 진단 장치 및 방법 | |
US11782097B2 (en) | Electrical system testing processes | |
JP2004357437A (ja) | 電力変換装置及びその故障診断方法 | |
Chen et al. | A fuzzy logic approach for fault diagnosis and recovery in PHEV and EV chargers | |
KR101950190B1 (ko) | 전압형 컨버터 시스템의 이상 진단 장치 및 방법 | |
US10270241B2 (en) | Fault current limiter having fault checking system for power electronics and bypass circuit | |
JP2006217772A (ja) | マトリックスコンバータ装置の故障診断方法および故障診断装置 | |
US9170568B1 (en) | Fail-safe static switch | |
Sobanski et al. | IGBT open-circuit fault diagnosis based on the current prediction in the line-side AC/DC converter | |
Rodriguez et al. | A strategy to replace the damaged element for fault-tolerant induction motor drive | |
Zhou et al. | A fault tolerant control system for hexagram inverter motor drive | |
RU2397597C1 (ru) | Способ аварийного управления силовой ячейкой высоковольтного преобразователя частоты | |
Agarwal et al. | Full-Fault-Tolerant Single-Phase 13-Level Cascaded Multilevel Inverter with Modified H-Bridge Modules | |
Rodriguez et al. | Strategy to replace the damaged power device for fault-tolerant induction motor drive | |
US20230268847A1 (en) | Power conversion device and method of diagnosing failures of switching devices | |
Pazouki | Fault Detection, Identification and Protection Method for Single Stage and Interleaved Boost Converters | |
Wang et al. | Submodule fault detection and location method for modular multilevel converter based on the voltage variation observations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150508 |