RU2631054C1 - Device for detecting short-term breakdown of phase of electric power frequency transformer while preserving operability and controlling of drive at time of break - Google Patents

Device for detecting short-term breakdown of phase of electric power frequency transformer while preserving operability and controlling of drive at time of break Download PDF

Info

Publication number
RU2631054C1
RU2631054C1 RU2016110222A RU2016110222A RU2631054C1 RU 2631054 C1 RU2631054 C1 RU 2631054C1 RU 2016110222 A RU2016110222 A RU 2016110222A RU 2016110222 A RU2016110222 A RU 2016110222A RU 2631054 C1 RU2631054 C1 RU 2631054C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
microprocessor
phases
drive
voltage
Prior art date
Application number
RU2016110222A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Ефимович Лях
Максим Феликсович Фрик
Владимир Андреевич Кустов
Александр Михайлович Борисов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет )" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)")
Общество с ограниченной ответственностью "ЧелПривод"
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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет )" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)"), Общество с ограниченной ответственностью "ЧелПривод" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет )" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)")
Priority to RU2016110222A priority Critical patent/RU2631054C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631054C1 publication Critical patent/RU2631054C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/24Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency 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
    • H02H7/08Emergency 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
    • H02H7/09Emergency 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 against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: to detect phase failure in the current collector on the resistors, a dummy zero of the circuit with a neutral point is realized. The voltages of each phase with respect to the neutral point through the zener diodes and current-limiting resistors are rectified by diode bridges and connected to opto-transistors whose outputs are phase state signals (logical zero in the absence of an opening and a logical unit in the presence of an opening) are connected to the inputs of the microprocessor of a drive control system. The support small power transformer, connected to phase C, after rectifying and filtering its secondary voltage, provides power to the microprocessor when the drive is turned on. The microprocessor, according to phase signals at its inputs, controls the connection to the phases of the current take-off of the primary side of the main power supply transformer of the microprocessor and the control circuits. In the absence of breaks, the microprocessor with the corresponding opto-resistors connects phase A to the beginning, and phase B to the end of the primary side of the main transformer. If the phase A is broken, the microprocessor with the corresponding optosymmistors starts the winding from phase A and switches it to phase C after 10 ms, and in the event of termination, disconnects the beginning of the winding from phase C, and after 10 ms connects it to phase A. If the phase B of the microprocessor is cut by the corresponding opto-resistors the end of the winding disconnects from phase B and after 10 ms connects to phase C, and when the breakage is terminated, it disconnects the end of the winding from phase C and after 10 ms connects it to phase B. The phase C interruption does not cause the transformer winding to be switched. If there is two phases break, the drive switches off.
EFFECT: maintenance of the operation and controllability of the crane electric drive during short-term phase breaks on the trolley current collector of a frequency-controlled electric drive, thereby avoiding sudden surges and dynamic overloads in the supporting structure of the crane.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и используется в схемах управления частотно регулируемыми крановыми электроприводами при их питании через троллейный токосъем.The invention relates to electrical engineering and is used in control circuits of frequency-adjustable crane electric drives when they are powered through a trolley current collector.

По сравнению с традиционными электроприводами кранов, выполненных по релейно-контакторной схеме на асинхронных двигателях с фазным ротором, работа цепей защиты электроприводов с преобразователями частоты происходит по несколько иному алгоритму. При обрыве фазы на троллейном токосъеме схема электропривода позволяет на время обрыва продолжить рабочую операцию, так как асинхронный двигатель (благодаря наличию выпрямителя на входе силовых цепей преобразователя частоты) продолжает работать в симметричном трехфазном режиме, обеспечивая ограниченную грузоподъемность кранового электропривода. Но для этого необходимо обнаружить возникший обрыв и осуществить необходимые переключения для сохранения работоспособности и управляемости электропривода, а при исчезновении обрыва привести схему управления к исходному состоянию.Compared with traditional electric drives of cranes, made according to the relay-contactor circuit on asynchronous motors with a phase rotor, the protection circuits of electric drives with frequency converters operate according to a slightly different algorithm. In the event of a phase failure at the trolley current collector, the electric drive circuit allows the operation to continue for the duration of the break, since the asynchronous motor (due to the presence of a rectifier at the input of the power circuits of the frequency converter) continues to operate in a symmetric three-phase mode, providing a limited load capacity of the crane electric drive. But for this, it is necessary to detect an open circuit and make the necessary switches to maintain the operability and controllability of the electric drive, and if the open circuit disappears, bring the control circuit to its original state.

Известно устройство контроля обрыва фазы в трехфазной сети, реагирующее на отсутствие напряжения фазы питания, в частности осуществляющее автоматическое отключение нагрузки (патент РФ №2368050 «Способ контроля обрыва фазы в трехфазной сети и устройство для его осуществления», МПК H02H 3/24, опубл. 20.09.2009), которое принимается за прототип.There is a device for monitoring phase loss in a three-phase network, responding to the absence of voltage of the supply phase, in particular, automatically disconnecting the load (RF patent No. 2368050 "Method for monitoring phase loss in a three-phase network and device for its implementation", IPC H02H 3/24, publ. September 20, 2009), which is taken as a prototype.

В устройстве прототипа для контроля обрыва фазы к трем фазам контролируемого трехфазного напряжения питания нагрузки подключаются реализованный на резисторах искусственный нуль схемы с нейтральной точкой. Пониженное резисторами искусственного нуля относительно нейтральной точки напряжение каждой фазы искусственного нуля через операционные усилители подается на аналого-цифровые преобразователи, выходы которых связаны с процессором. Для питания операционных усилителей, аналого-цифровых преобразователей и процессора напряжением Uпит к трем фазам контролируемого трехфазного напряжения через конденсаторы и резисторы подключается трехфазный мостовой выпрямитель, выпрямленное напряжение которого сглаживается конденсатором. К напряжению Uпит подключен дополнительный операционный усилитель для формирования фиксированного заданного напряжения относительно нейтральной точки искусственного нуля, подаваемого на упомянутые аналого-цифровые преобразователи. Процессор измеряет по переходам через заданный уровень период снимаемых с операционных усилителей напряжений, и по их асимметрии определяется обрыв фазы.In the prototype device for phase loss control, the artificial zero circuit with a neutral point connected to the resistors is connected to the three phases of the controlled three-phase load supply voltage. The voltage of each phase of the artificial zero, reduced by artificial zero resistors relative to the neutral point, is fed through operational amplifiers to analog-to-digital converters, the outputs of which are connected to the processor. To supply operational amplifiers, analog-to-digital converters and a processor with a voltage of Upit, a three-phase bridge rectifier is connected to the three phases of the controlled three-phase voltage through capacitors and resistors, the rectified voltage of which is smoothed by the capacitor. An additional operational amplifier is connected to the voltage Upit to form a fixed predetermined voltage relative to the neutral point of artificial zero supplied to the aforementioned analog-to-digital converters. The processor measures the transitions taken from the operational amplifiers of the voltages by transitions through a given level, and phase failure is determined by their asymmetry.

Недостатками данного устройства являются отсутствие информации о том, какая конкретно фаза вышла из строя, ориентация на отключение нагрузки при обрыве фазы и маломощность источника питания, не позволяющая, в рассматриваемом случае, поддерживать питание системы управления преобразователем частоты на время выполнения переключений, требуемых для сохранения работоспособности преобразователя частоты на время обрыва фазы.The disadvantages of this device are the lack of information about which particular phase has failed, the orientation to disconnect the load during phase failure and the low power of the power source, which does not allow, in this case, to maintain power to the frequency converter control system for the duration of the switching operations required to maintain operability frequency converter for phase loss.

Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение работы и управляемости кранового электропривода при кратковременных обрывах фазы на троллейном токосъеме питания частотно регулируемого электропривода, за счет чего исключаются резкие рывки и динамические перегрузки в несущих конструкциях крана.The technical result of the proposed device is to ensure the operation and controllability of a crane electric drive during short-term phase failures at a trolley current collector of a frequency-controlled electric drive, which eliminates sudden jerks and dynamic overloads in the crane supporting structures.

Предлагаемое устройство, как и устройство прототипа, использует искусственный нуль с нейтральной точкой, непрерывный контроль наличия напряжения каждой фазы питания нагрузки, формирование напряжения Uпит из напряжений трех фаз напряжения питания нагрузки и использование микропроцессора.The proposed device, as well as the prototype device, uses artificial zero with a neutral point, continuous monitoring of the presence of voltage of each phase of the load supply, the formation of voltage Upit from the voltages of the three phases of the load supply voltage and the use of a microprocessor.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве к троллейному токосъему подключается преобразователь частоты в составе выпрямителя, блока конденсаторов и блока инверторов, а также реализованный на трех резисторах искусственный нуль схемы с нейтральной точкой, напряжения каждой фазы относительно нейтральной точки через стабилитроны и токоограничивающие резисторы подключены к соответствующим трем выпрямительным диодным мостам, которые подключены к соответствующим трем оптотранзисторам, коллекторы которых через соответствующие токоограничивающие резисторы подключены к плюсу напряжения питания Uпит микропроцессора и цепей управления преобразователя частоты и к соответствующим входам микропроцессора, отсутствие напряжения на которых соответствует отсутствию обрыва, а наличие напряжения - обрыву соответствующей фазы, выходы микропроцессора подключены к выпрямителю и блоку инверторов преобразователя частоты, а также к двум основным оптосимисторам соответственно фаз А и В и двум вспомогательным оптосимисторам соответственно фаз А и В, подключенным к первичной обмотке основного трансформатора, напряжение вторичной обмотки которого подключено через выпрямительный диодный мост, и блок фильтрации и стабилизации создает напряжение Uпит для питания микропроцессора и цепей управления преобразователя частоты, первичная обмотка основного трансформатора при отсутствии обрывов фаз в троллейном токосъеме подключена основными оптосимисторами соответственно к фазам А и В троллейного токосъема, при обрыве фазы А - отключен основной оптосимистор фазы А, включен ее вспомогательный оптосимистор, подключенный к фазе С, при обрыве фазы В - отключен основной оптосимистор фазы В, включен ее вспомогательный оптосимистор, подключенный к фазе С, т.е. при обрыве фазы А первичная обмотка основного трансформатора подключена к фазам В и С, а при обрыве фазы В - к фазам А и С троллейного токосъема, а для питания микропроцессора при включении электропривода предусмотрен вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к фазе С и нейтральной точке искусственного нуля.The technical result of the invention is achieved due to the fact that in the proposed device a frequency converter is connected to the trolley current collector as part of a rectifier, a block of capacitors and an inverter block, as well as an artificial zero circuit with a neutral point implemented on three resistors, the voltage of each phase relative to the neutral point through zener diodes and current limiting resistors are connected to the corresponding three rectifier diode bridges, which are connected to the corresponding three optotransistors, to lecturers of which, through the corresponding current-limiting resistors, are connected to the plus of the supply voltage of the microprocessor and the control circuits of the frequency converter and to the corresponding inputs of the microprocessor, the absence of voltage on which corresponds to the absence of a break, and the presence of voltage to a break of the corresponding phase, the microprocessor outputs are connected to the rectifier and the inverter block of the frequency converter , as well as to two main optosimistors of phases A and B, respectively, and two auxiliary optosimistors, respectively phase A and B connected to the primary winding of the main transformer, the secondary winding voltage of which is connected through a rectifier diode bridge, and the filtering and stabilization unit creates a voltage Upit for powering the microprocessor and control circuits of the frequency converter, the primary winding of the main transformer in the absence of phase breaks in the trolley the current collector is connected by the main optosimistors respectively to phases A and B of the trolley current collector, when phase A is disconnected, the main optosimistor of phase A is disabled, turned on its auxiliary opto-simistor connected to phase C, when phase B is disconnected, the main opto-simistor of phase B is disconnected, its auxiliary opto-simistor connected to phase C is turned on, i.e. when phase A is broken, the primary winding of the main transformer is connected to phases B and C, and when phase B is disconnected, to phases A and C of the trolley current collector, and an auxiliary transformer is provided to power the microprocessor when the drive is turned on, the primary winding of which is connected to phase C and the neutral point artificial zero.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема заявляемого изобретения.The essence of the claimed invention is illustrated by the drawing, which presents a functional diagram of the claimed invention.

Позициями обозначены следующие элементы: 1, 2, 3 - троллейные токосъемы соответственно фаз питания Фазы А, Фазы В и Фазы С, 4, 5, 6 - резисторы искусственного нуля, 7, 8, 9 - стабилитроны, 10, 11, 12 - токоограничивающие резисторы, 13, 14, 15 - выпрямительные диодные мосты, 16, 17, 18 - оптотранзисторы, 19, 20, 21 - токоограничивающие резисторы, 22 - микропроцессор управления преобразователем частоты, 23 - основной оптосимистор фазы А, 24 - основной оптосимистор фазы В, 25 - вспомогательный оптосимистор фазы А, 26 - вспомогательный оптосимистор фазы В, 27, 28 - токоограничивающие резисторы вспомогательных оптосимисторов, 29 - основной (мощный) трансформатор питания микропроцессора и схемы управления преобразователем частоты, 30 - вспомогательный трансформатор питания, 31, 32 - выпрямительные диодные мосты, 33, 34, 36 - токоограничивающие резисторы, 35 - блок фильтрации и стабилизации напряжения питания Uпит микропроцессора и цепей управления преобразователя частоты, 37 - светодиод индикации наличия напряжения Uпит, 38, 39 и 40 - соответственно выпрямитель, блок конденсаторов и блок инверторов преобразователя частоты.Positions indicate the following elements: 1, 2, 3 - current collector trolley phases, respectively, of the phases of supply Phases A, Phases B and Phases C, 4, 5, 6 - artificial zero resistors, 7, 8, 9 - zener diodes, 10, 11, 12 - current-limiting resistors, 13, 14, 15 - rectifier diode bridges, 16, 17, 18 - optotransistors, 19, 20, 21 - current-limiting resistors, 22 - microprocessor for controlling the frequency converter, 23 - main opto-simistor phase A, 24 - main opto-simistor phase B, 25 - auxiliary opto-simistor phase A, 26 - auxiliary opto-simistor phase B, 27, 28 - current-limiting re sources of auxiliary optosimistors, 29 - main (powerful) microprocessor power transformer and frequency converter control circuits, 30 - auxiliary power transformer, 31, 32 - rectifier diode bridges, 33, 34, 36 - current-limiting resistors, 35 - power supply filtering and stabilization unit Upit microprocessor and control circuits of the frequency converter, 37 - LED indicating the presence of voltage Upit, 38, 39 and 40 - respectively, a rectifier, a block of capacitors and a block of inverters of the frequency converter.

Приведенная на чертеже схема ориентирована на использование заявляемого устройства, например, для управления электроприводом мостового крана с преобразователем частоты. Питание привода обеспечивается через троллейные токосъемы 1, 2 и 3 трехфазным напряжением с фазами А, В и С. На резисторах 4, 5 и 6 реализуется искусственный нуль схемы. Напряжение каждой фазы относительно нейтральной точки искусственного нуля соответственно через стабилитроны 7, 8 и 9, токоограничивающие резисторы 10, 11 и 12 подается на соответствующие выпрямительные диодные мосты 13, 14 и 15, выпрямленные соответствующие напряжения которых подаются соответственно на управление оптотранзисторами 16, 17 и 18.The diagram shown in the drawing is focused on the use of the inventive device, for example, for controlling an electric drive of a bridge crane with a frequency converter. The drive is powered through trolley current collectors 1, 2 and 3 with a three-phase voltage with phases A, B and C. On resistors 4, 5 and 6, an artificial zero circuit is implemented. The voltage of each phase relative to the neutral point of artificial zero, respectively, through the zener diodes 7, 8 and 9, current-limiting resistors 10, 11 and 12 is supplied to the corresponding rectifier diode bridges 13, 14 and 15, the rectified corresponding voltages of which are supplied respectively to the control of optotransistors 16, 17 and 18 .

Коллекторы оптотранзисторов фаз питания А, В и С через соответствующие токоограничивающие резисторы 19, 20 и 21 подключены к плюсу, а эмиттеры - к минусу (общей точке) напряжения питания Uпит микропроцессора и цепей управления преобразователя частоты. С коллекторов оптотранзисторов снимаются сигналы «а», «b» и «с», являющиеся признаками обрыва соответствующей фазы питания. Эти сигналы подключаются к микропроцессору 22 системы управления преобразователем частоты.The collectors of the optotransistors of the supply phases A, B and C are connected to the plus through the corresponding current-limiting resistors 19, 20 and 21, and the emitters to the minus (common point) of the supply voltage Upit of the microprocessor and the control circuits of the frequency converter. Signals “a”, “b” and “c” are removed from the collectors of the optotransistors, which are signs of a break in the corresponding phase of the power supply. These signals are connected to the microprocessor 22 of the frequency converter control system.

При отсутствии обрыва фаз А, В и С соответствующие оптотранзисторы включены, и при этом их коллекторы соответственно через токоограничивающие резисторы 19, 20 и 21 соединяются с общей точкой напряжения питания Uпит, поэтому сигналы «а», «b» и «с» имеют уровень логического нуля. При обрыве, например, фазы А соответствующий оптотранзистор 16 выключается, и его коллектор через резистор 19 получает положительный потенциал напряжения Uпит, а сигнал «а» - уровень логической единицы. Аналогично при обрыве фаз В и С соответствующие сигналы «b» и «с» принимают значения логической единицы.In the absence of phase loss A, B and C, the corresponding optotransistors are turned on, and at the same time their collectors are connected via a current-limiting resistors 19, 20 and 21 to a common point of the supply voltage Upit, therefore, signals “a”, “b” and “c” have a level logical zero. If, for example, phase A is interrupted, the corresponding optotransistor 16 is turned off, and its collector through the resistor 19 receives a positive voltage potential Upit, and the signal "a" - the level of a logical unit. Similarly, when phase B and C break, the corresponding signals “b” and “c” take values of a logical unit.

Фаза С является приоритетной. При обрыве фазы С и исправных фазах А и В никаких переключений в схеме питания первичной обмотки трансформатора 29 не происходит. Если же при обрыве фазы С произойдет обрыв фаз А или В, то преобразователь частоты отключается от питающей сети. Тогда для повторного включения электропривода необходимо ликвидировать обрывы фаз и включить питание электропривода.Phase C is a priority. When phase C is broken and phases A and B are operational, no switching occurs in the power supply circuit of the primary winding of transformer 29. If, during phase C failure, phase A or B breaks, the frequency converter is disconnected from the mains. Then, to turn on the drive again, it is necessary to eliminate phase breaks and turn on the power to the drive.

Основной трансформатор 29 с выпрямителем 31 и блоком 35 фильтрации и стабилизации выпрямленного напряжения Uпит необходим для создания напряжения питания микропроцессора и цепей управления преобразователя частоты при работе привода и для бесперебойного питания микропроцессора при обрыве фаз А или В. Цепь светодиода 37 с резистором 36 выполняет функции индикации наличия напряжения Uпит. Маломощный вспомогательный трансформатор 30, подключенный к напряжению фаза С - нейтральная точка искусственного нуля, вторичное напряжение которого выпрямляется диодным мостом 32 и подключается параллельно выпрямленному напряжению трансформатора 29, служит для создания Uпит при включении привода в работу и поддержания Uпит при переключении первичной обмотки основного трансформатора 29.The main transformer 29 with a rectifier 31 and a rectified voltage filtering and stabilization unit 35 Upit is necessary for creating a microprocessor supply voltage and frequency converter control circuits during drive operation and for uninterrupted power supply of the microprocessor when phase A or B is interrupted. The LED circuit 37 with resistor 36 serves as an indication the presence of voltage Upit. A low-power auxiliary transformer 30 connected to a phase C voltage is a neutral point of artificial zero, the secondary voltage of which is rectified by a diode bridge 32 and connected in parallel with the rectified voltage of the transformer 29, serves to create a power supply when the drive is turned on and maintain a power supply when switching the primary winding of the main transformer 29 .

В схеме кранового электропривода с преобразователем частоты предусмотрена возможность включения его в работу только при наличии напряжения на всех трех фазах питания А, В и С. В данном случае оптотранзисторы 16, 17, 18 включены. Сигналы «а», «b» и «с», поступающие на входы микропроцессора, имеют значения логического нуля, т.е. цифровая комбинация 000. Этой комбинации входных сигналов соответствует цифровая комбинация 1100 выходных сигналов «d», «е», «f» и «g». Происходит включение основных оптосимисторов 23 и 24 фаз А и В. Напряжение фазы А через основной оптосимистор 23 подключается к выводу Н начала первичной обмотки трансформатора 29, а к выводу К конца обмотки через основной оптосимистор 24 подключается фаза В. Выходное напряжение трансформатора выпрямляется и совместно с напряжением выпрямителя 32 фильтруется, стабилизируется и идет на питание микропроцессора 22 и цепей управления преобразователем частоты.In the crane electric drive circuit with a frequency converter, it is possible to turn it on only if there is voltage at all three phases of the power supply A, B and C. In this case, the optotransistors 16, 17, 18 are turned on. The signals “a”, “b” and “c”, received at the microprocessor inputs, have logical zero values, i.e. digital combination 000. This combination of input signals corresponds to a digital combination of 1100 output signals “d”, “e”, “f” and “g”. The main optosymistors 23 and 24 of phases A and B are turned on. The voltage of phase A is connected to the terminal H of the beginning of the primary winding of the transformer 29 through the main optosimistor 23, and phase B is connected to the terminal K of the end of the winding through the main optosimistor 24. The output voltage of the transformer is rectified and together with the voltage of the rectifier 32 is filtered, stabilized and is powered by the microprocessor 22 and the frequency converter control circuits.

При обрыве фазы А на входе микропроцессора возникает комбинация сигналов 100, при которой микропроцессор вначале выдает выходную комбинацию сигналов 0100, отключая основной оптосимистор 23, а затем через 10 мс выдает комбинацию 0110, подключая начало обмотки трансформатора через вспомогательный оптосимистор 25 к фазе С. Фаза В как была подключена к выводу К трансформатора, так и остается подключенной.When phase A breaks at the input of the microprocessor, a combination of signals 100 occurs, in which the microprocessor first gives an output combination of signals 0100, turning off the main opto-transistor 23, and then after 10 ms gives a combination of 0110, connecting the beginning of the transformer winding through an auxiliary opto-simsistor 25 to phase C. Phase B as it was connected to terminal K of the transformer, it remains connected.

При восстановлении фазы А на входы микропроцессора возвращается комбинация входных сигналов 000, при которой микропроцессор вначале выдает комбинацию выходных сигналов 0100, отключая оптосимистор 25, а затем через 10 мс выдает комбинацию 1100, включая оптосимистор 23 и возвращая подключение начала обмотки трансформатора к фазе А.When phase A is restored, the input signal combination 000 is returned to the microprocessor inputs, in which the microprocessor first produces a combination of output signals 0100, turning off the opto-transistor 25, and then after 10 ms gives a combination of 1100, including an opto-transistor 23 and returning the connection of the beginning of the transformer winding to phase A.

При обрыве фазы В на входе микропроцессора возникает комбинация сигналов 010, при которой микропроцессор вначале выдает выходную комбинацию сигналов 1000, отключая основной оптосимистор 24, а затем через 10 мс выдает комбинацию 1001, подключая через вспомогательный оптосимистор 26 конец обмотки трансформатора к фазе С. Фаза А как была подключена к выводу Н трансформатора, так и остается подключенной.When phase B breaks at the input of the microprocessor, a combination of signals 010 occurs, in which the microprocessor first produces an output combination of signals 1000, turning off the main opto-simsistor 24, and then after 10 ms gives out a combination of 1001, connecting the end of the transformer winding to phase C through an auxiliary opto-simistor 26. Phase A as it was connected to terminal H of the transformer, it remains connected.

При восстановлении фазы В на входы микропроцессора возвращается комбинация входных сигналов 000, при которой микропроцессор вначале выдает комбинацию выходных сигналов 1000, отключая оптосимистор 26, а затем через 10 мс выдает комбинацию 1100, включая оптосимистор 24, возвращая подключение конца обмотки трансформатора к фазе В.When phase B is restored, the input signal combination 000 returns to the microprocessor inputs, in which the microprocessor first produces a combination of output signals 1000, turning off the opto-transistor 26, and then after 10 ms gives a combination of 1100, including the opto-simistor 24, returning the end of the transformer winding to phase B.

Микропроцессор 22 системы управления преобразователем частоты при обрыве двух фаз немедленно отключает преобразователь частоты. При обрыве одной фазы микропроцессорный блок контролирует длительность обрыва и уровень напряжения на блоке конденсаторов и на холостом ходу или малой нагрузке преобразователь частоты может работать неопределенно долго. При номинальных же нагрузках выпрямитель преобразователя частоты работает с перегрузкой, и потому микропроцессор при достижении заданных уставок длительности обрыва или уровня напряжения на блоке конденсаторов отключает преобразователь частоты.The microprocessor 22 of the control system of the frequency converter in the event of a break in two phases immediately turns off the frequency converter. If one phase is interrupted, the microprocessor unit monitors the interruption duration and the voltage level at the capacitor unit and at idle or light load, the frequency converter can operate indefinitely. At rated loads, the rectifier of the frequency converter operates with overload, and therefore, when the specified settings for the duration of the break or the voltage level on the capacitor block are reached, the microprocessor turns off the frequency converter.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает микропроцессорную систему управления преобразователя частоты информацией о наличии обрыва каждой фазы, бесперебойное питание микропроцессорной системы при обрыве любой фазы питания и сохранение работоспособности и управляемости привода во время обрыва фазы.Thus, the inventive device provides a microprocessor control system of the frequency converter with information about the presence of a break in each phase, uninterrupted power to the microprocessor system when any phase of the power supply is interrupted and the operability and controllability of the drive are maintained during phase failure.

Испытания заявляемого устройства подтвердили работоспособность и управляемость кранового частотно регулируемого электропривода при кратковременных обрывах любой фазы питания на троллейном токосъемнике.Tests of the inventive device confirmed the operability and controllability of a crane frequency-controlled electric drive with short-term breaks of any phase of the power supply on the trolley current collector.

Claims (1)

Устройство обнаружения кратковременного обрыва фаз питания А, В и С в троллейном токосъеме питания преобразователя частоты электропривода при сохранении работоспособности и управляемости привода на время обрыва фазы, содержащее преобразователь частоты в составе выпрямителя, блока конденсаторов и блока инверторов, а также реализованный на трех резисторах искусственный нуль схемы с нейтральной точкой, напряжения каждой фазы относительно нейтральной точки через стабилитроны и токоограничивающие резисторы подключены к соответствующим трем выпрямительным диодным мостам, которые подключены к соответствующим трем оптотранзисторам, коллекторы которых через соответствующие токоограничивающие резисторы подключены к плюсу напряжения питания Unum микропроцессора и цепей управления преобразователя частоты и к соответствующим входам микропроцессора, отсутствие напряжения на которых соответствует отсутствию обрыва, а наличие напряжения - обрыву соответствующей фазы, выходы микропроцессора подключены к выпрямителю и блоку инверторов преобразователя частоты, а также к двум основным оптосимисторам соответственно фаз А и В и двум вспомогательным оптосимисторам соответственно фаз А и В, подключенным к первичной обмотке основного трансформатора, напряжение вторичной обмотки которого подключено через выпрямительный диодный мост, и блок фильтрации и стабилизации создает напряжение Unum для питания микропроцессора и цепей управления преобразователя частоты, отличающееся тем, что первичная обмотка основного трансформатора при отсутствии обрывов фаз в троллейном токосъеме подключена к фазам А и В, при обрыве фазы А - подключена к фазам В и С, при обрыве фазы В - подключена к фазам А и С троллейного токосъема, а для питания микропроцессора при включении электропривода предусмотрен вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к фазе С и нейтральной точке искусственного нуля.A device for detecting a short-term break in the supply phases A, B, and C in the trolley current collector of a power supply of a frequency converter of an electric drive while maintaining operability and controllability of the drive for a phase failure, containing a frequency converter as part of a rectifier, a block of capacitors, and a block of inverters, as well as an artificial zero implemented on three resistors circuits with a neutral point, the voltages of each phase relative to the neutral point through zener diodes and current-limiting resistors are connected to the corresponding three rectifier diode bridges that are connected to the corresponding three optotransistors, the collectors of which are connected through the corresponding current-limiting resistors to the plus of the Unum supply voltage of the microprocessor and the control circuits of the frequency converter and to the corresponding microprocessor inputs, the absence of voltage on which corresponds to the absence of an open circuit, and the presence of voltage to an open circuit the corresponding phase, the microprocessor outputs are connected to the rectifier and the inverter unit of the frequency converter, as well as to the the mind of the main optosimistors of phases A and B, respectively, and two auxiliary optosimistors of phases A and B, respectively, connected to the primary winding of the main transformer, the secondary winding of which is connected via a rectifier diode bridge, and the filtering and stabilization unit creates a voltage Unum to power the microprocessor and converter control circuits frequency, characterized in that the primary winding of the main transformer in the absence of phase breaks in the trolley current collector is connected to phases A and B, in the event of a break phase A - connected to phases B and C, when phase B is disconnected - connected to phases A and C of the trolley current collector, and an auxiliary transformer is provided to power the microprocessor when the drive is turned on, the primary winding of which is connected to phase C and the neutral point of artificial zero.
RU2016110222A 2016-09-02 2016-09-02 Device for detecting short-term breakdown of phase of electric power frequency transformer while preserving operability and controlling of drive at time of break RU2631054C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110222A RU2631054C1 (en) 2016-09-02 2016-09-02 Device for detecting short-term breakdown of phase of electric power frequency transformer while preserving operability and controlling of drive at time of break

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110222A RU2631054C1 (en) 2016-09-02 2016-09-02 Device for detecting short-term breakdown of phase of electric power frequency transformer while preserving operability and controlling of drive at time of break

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2631054C1 true RU2631054C1 (en) 2017-09-18

Family

ID=59893988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016110222A RU2631054C1 (en) 2016-09-02 2016-09-02 Device for detecting short-term breakdown of phase of electric power frequency transformer while preserving operability and controlling of drive at time of break

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2631054C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807318C1 (en) * 2023-06-13 2023-11-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for uninterrupted power supply to consumers in event of conductor break

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3824430A (en) * 1972-08-23 1974-07-16 Sprecher & Schuh Ag Circuit arrangement for recognition of a defect caused by phase breakdown or ground short in the current supply of a three-phase motor
SU1035718A1 (en) * 1982-03-24 1983-08-15 Предприятие П/Я М-5864 Device for monitoring three-phase network phase breaking
RU2204878C1 (en) * 2001-08-27 2003-05-20 Челябинский государственный агроинженерный университет Electric motor phase-failure and supply-voltage unbalance protective device
RU2368050C1 (en) * 2008-07-21 2009-09-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" Method of monitoring phase loss in three-phase network and device to this end

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3824430A (en) * 1972-08-23 1974-07-16 Sprecher & Schuh Ag Circuit arrangement for recognition of a defect caused by phase breakdown or ground short in the current supply of a three-phase motor
SU1035718A1 (en) * 1982-03-24 1983-08-15 Предприятие П/Я М-5864 Device for monitoring three-phase network phase breaking
RU2204878C1 (en) * 2001-08-27 2003-05-20 Челябинский государственный агроинженерный университет Electric motor phase-failure and supply-voltage unbalance protective device
RU2368050C1 (en) * 2008-07-21 2009-09-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" Method of monitoring phase loss in three-phase network and device to this end

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807318C1 (en) * 2023-06-13 2023-11-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for uninterrupted power supply to consumers in event of conductor break

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8624437B2 (en) Power conversion system and method
US7911352B2 (en) Method and apparatus for protection of AC-DC power converters
US9391503B2 (en) Converter circuit
US9985470B2 (en) Uninterruptable power supply system with fault clear capability
US10523049B2 (en) Uninterruptible power supply apparatus
JP5875214B2 (en) Power conversion system
JP2012147613A (en) Series multiplexed power conversion device
JP6243801B2 (en) Power converter
US7944089B2 (en) Uninterruptible power supply module
US10833528B2 (en) Uninterruptible power supply system
KR101430577B1 (en) Voltage sag protector for three phase servo driver
EP3327913B1 (en) Method and device for supressing common-mode voltage of inverter alternating current cable relative to ground
RU2631054C1 (en) Device for detecting short-term breakdown of phase of electric power frequency transformer while preserving operability and controlling of drive at time of break
JP2005287193A (en) Voltage compensator
JP2021005991A (en) Shaft drive power generation device
CN102832798B (en) One powers on buffer control circuit and control method thereof
JP2012060845A (en) Uninterruptible power-supply system and method of controlling operation of standby uninterruptible power-supply unit used therefor
WO2022158052A1 (en) Gate drive circuit and power conversion device
WO2017187553A1 (en) Uninterruptible power supply apparatus
KR101343953B1 (en) Double conversion uninterruptible power supply of eliminated battery discharger
KR100788116B1 (en) Uninterruptible Power Supply High Speed Transfer Switch
CN104753168A (en) Uninterruptible power supply device
EP2595310A1 (en) High voltage DC electric power generating system with permanent magnet generator protection
KR20170104858A (en) A device with a built-in constant compared to ATS compact UPS failure and control method of ATS
RU143642U1 (en) HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER FOR ELECTRIC DRIVE OF RESPONSIBLE MECHANISMS

Legal Events

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

Effective date: 20180903