RU2634349C1 - Voltage monitor device in motor anchor circuit - Google Patents
Voltage monitor device in motor anchor circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2634349C1 RU2634349C1 RU2016152519A RU2016152519A RU2634349C1 RU 2634349 C1 RU2634349 C1 RU 2634349C1 RU 2016152519 A RU2016152519 A RU 2016152519A RU 2016152519 A RU2016152519 A RU 2016152519A RU 2634349 C1 RU2634349 C1 RU 2634349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inlet
- outlet
- comparator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/298—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature and field supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к области преобразовательной техники и автоматизированного электропривода.The invention relates to electrical engineering, in particular, to the field of converting technology and automated electric drive.
Для работы во второй зоне регулирования скорости в системе управления двухзонного электропривода постоянного тока используется обратная связь по напряжению в якорной цепи двигателя, обеспечивающая постоянство якорного напряжения при ослаблении потока возбуждения.To work in the second zone of speed regulation in the control system of a dual-zone DC electric drive, voltage feedback in the motor armature circuit is used, which ensures the stability of the armature voltage when the excitation flux is weakened.
Следствием возникновения неисправности в цепи этой обратной связи (например, отказа датчика напряжения) при работе во второй зоне регулирования является форсированное нарастание потока возбуждения до номинального значения Фном. Если при этом электропривод работал на максимальной скорости nмакс (при минимальном потоке возбуждения), величина ЭДС двигателя, пропорциональная произведению nмакс⋅Фном, может превысить максимально допустимое напряжение на якоре и вызвать выход из строя силовых элементов якорного преобразователя.The result of a malfunction in the circuit of this feedback (for example, a voltage sensor failure) during operation in the second regulation zone is a forced increase in the excitation flux to the nominal value Ф nom . If at the same time the electric drive worked at maximum speed n max (with a minimum excitation flux), the magnitude of the motor EMF proportional to the product n max ⋅ Ф nom can exceed the maximum allowable voltage at the armature and cause the failure of the power elements of the armature converter.
Перенапряжение на якоре также может возникнуть при неправильной настройке перехода во вторую зону регулирования.An overvoltage at the anchor can also occur if the transition to the second regulation zone is incorrectly configured.
Известно устройство контроля напряжения в якорной цепи двигателя в тиристорном реверсивном двухзонном электроприводе постоянного тока [1].A known device for monitoring the voltage in the armature circuit of the motor in a thyristor reversing dual-zone DC electric drive [1].
Устройство содержит подключенный параллельно якорной цепи резистивный делитель, мостовой диодный выпрямитель, стабилитрон, реле, триггер и два транзисторных ключа. Напряжение с резистивного делителя поступает на выпрямитель, нагрузкой которого служат последовательно соединенные стабилитрон и реле. При достижении максимально допустимого напряжения на якоре двигателя пробивается стабилитрон, срабатывает реле, которое своим замыкающим контактом переключает триггер, управляющий транзисторными ключами. Ключи воздействуют на систему управления электропривода, которая блокирует в якорном преобразователе сигнал задания скорости и ограничивает в возбудителе задание потока возбуждения на минимальном уровне. Таким образом, происходит электрическое торможение двигателя с одновременным ограничением его ЭДС.The device contains a resistor divider connected in parallel with the armature circuit, a bridge diode rectifier, a zener diode, a relay, a trigger, and two transistor switches. The voltage from the resistive divider is supplied to the rectifier, the load of which is the zener diode and relay connected in series. When reaching the maximum allowable voltage at the motor armature, a zener diode breaks in, a relay is activated, which switches the trigger controlling transistor keys with its make contact. The keys act on the control system of the electric drive, which blocks the speed reference signal in the anchor transducer and limits the excitation flux task to the minimum level in the exciter. Thus, there is an electrical braking of the engine with a simultaneous limitation of its EMF.
Недостатками данного решения являются:The disadvantages of this solution are:
- сложность настройки устройства из-за разброса напряжений срабатывания;- the difficulty of setting up the device due to the variation in the operating voltage;
- значительные потери мощности на резистивном делителе вследствие большого потребления тока катушкой реле, что приводит к необходимости применения резисторов с большой допустимой рассеиваемой мощностью и увеличению их габаритных размеров.- significant power loss on the resistive divider due to the large current consumption by the relay coil, which leads to the need for resistors with a large allowable power dissipation and an increase in their overall dimensions.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению и взятым за прототип является устройство контроля напряжения в якорной цепи двигателя, входящее в состав тиристорного реверсивного двухзонного электропривода постоянного тока серии ЭПУ1М производства ОАО «Чебоксарский электроаппаратный завод» [2]. Электропривод (фиг. 1) содержит якорный преобразователь 1, двигатель 2 с обмоткой возбуждения 3, датчик скорости 4, возбудитель 5, датчик напряжения 6, систему управления электропривода 7, устройство контроля напряжения в якорной цепи двигателя 8, состоящее из порогового элемента 9 и исполнительного органа 10.The closest in technical essence to the claimed solution and taken as a prototype is a voltage control device in the motor armature circuit, which is part of the EPU1M series thyristor reversible two-zone direct current electric drive manufactured by Cheboksary Electric Appliance Plant OJSC [2]. The electric drive (Fig. 1) contains an
Работа прототипа происходит следующим образом.The work of the prototype is as follows.
Модуль сигнала, пропорционального напряжению в якорной цепи, с выхода датчика напряжения 6 поступает на пороговый элемент 9. При превышении напряжением в якорной цепи максимально допустимого значения срабатывает пороговый элемент 9, и исполнительный орган 10 выдает команды, по которым система управления электропривода 7 блокирует в якорном преобразователе 1 задание скорости и ограничивает в возбудителе 5 задание потока возбуждения на минимальном уровне.The signal module, proportional to the voltage in the anchor circuit, from the output of the
Недостатком прототипа является его несрабатывание при перенапряжении в якорной цепи в случае неисправности датчика напряжения (обрыве входной цепи датчика или закоротки на выходе), что снижает надежность устройства.The disadvantage of the prototype is its failure during overvoltage in the anchor circuit in the event of a voltage sensor malfunction (breakage of the sensor input circuit or output short circuit), which reduces the reliability of the device.
Технический результат заявляемого решения - повышение надежности устройства контроля напряжения в якорной цепи двигателя.The technical result of the proposed solution is to increase the reliability of the voltage monitoring device in the engine armature circuit.
Технический результат достигается тем, что в устройство контроля напряжения в якорной цепи двигателя, содержащее пороговый элемент и исполнительный орган, дополнительно введены функциональный преобразователь скорости, компаратор и логический элемент ИЛИ, при этом вход порогового элемента подсоединен к первому входу компаратора и выходу датчика напряжения, выход порогового элемента подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к входу исполнительного органа, вход функционального преобразователя скорости подключен к выходу датчика скорости, выход функционального преобразователя скорости подсоединен ко второму входу компаратора, выход которого подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ, выход исполнительного органа подсоединен к системе управления электропривода.The technical result is achieved by the fact that a functional speed converter, a comparator and an OR logic element are additionally introduced into the voltage monitoring device in the motor armature circuit containing a threshold element and an actuator, while the input of the threshold element is connected to the first input of the comparator and the output of the voltage sensor, output the threshold element is connected to the first input of the OR logic element, the output of which is connected to the input of the executive body, the input of the functional converter spine is connected to the output of the speed sensor, the functional speed transducer output is connected to the second input of the comparator, whose output is connected to the second input of the OR gate, the output actuator body coupled to the drive control system.
Отличительной особенностью изобретения является то, что повышение надежности достигается за счет введения в устройство функционального преобразователя скорости, компаратора и логического элемента ИЛИ.A distinctive feature of the invention is that an increase in reliability is achieved by introducing a functional speed converter, a comparator, and an OR gate into the device.
На фиг. 2 приведен вариант заявляемого устройства контроля напряжения в якорной цепи двигателя, где приняты следующие обозначения:In FIG. 2 shows a variant of the inventive device for monitoring voltage in the armature circuit of the engine, where the following notation:
1 - якорный преобразователь;1 - anchor converter;
2 - двигатель;2 - engine;
3 - обмотка возбуждения двигателя;3 - motor field winding;
4 - датчик скорости (например, тахогенератор);4 - speed sensor (for example, a tachogenerator);
5 - возбудитель;5 - pathogen;
6 - датчик напряжения;6 - voltage sensor;
7 - система управления электропривода;7 - electric drive control system;
8 - устройство контроля напряжения в якорной цепи, состоящее из порогового элемента 9, исполнительного органа 10, функционального преобразователя скорости 11, компаратора 12, логического элемента ИЛИ 13;8 - voltage monitoring device in the anchor circuit, consisting of a threshold element 9, an
9 - пороговый элемент;9 - threshold element;
10 - исполнительный орган;10 - executive body;
11 - функциональный преобразователь скорости;11 - functional speed converter;
12 - компаратор;12 - a comparator;
13 - логический элемент ИЛИ.13 - logical element OR.
В предлагаемом устройстве вход порогового элемента 9 подсоединен к первому входу компаратора 12 и выходу датчика напряжения 6, выход порогового элемента 9 подключен к первому входу логического элемента ИЛИ 13, выход которого подсоединен к исполнительному органу 10, вход функционального преобразователя скорости 11 подключен к выходу датчика скорости 3, выход функционального преобразователя скорости 11 подсоединен ко второму входу компаратора 12, выход которого подключен к второму входу логического элемента ИЛИ 13, выход исполнительного органа 10 подсоединен к системе управления электропривода 7.In the proposed device, the input of the threshold element 9 is connected to the first input of the
Работа устройства происходит следующим образом.The operation of the device is as follows.
При превышении напряжением в якорной цепи максимально допустимого значения работа устройства аналогична работе прототипа, т.е. сигнал на выходе датчика напряжения 6 возрастает до порога срабатывания порогового элемента 9. Аварийный сигнал с выхода порогового элемента 9 через первый вход логического элемента ИЛИ 13 поступает на исполнительный орган 10, выдающий в систему управления 7 команды на аварийный останов электропривода.When the voltage in the anchor circuit exceeds the maximum permissible value, the operation of the device is similar to the work of the prototype, i.e. the signal at the output of the
В предлагаемом устройстве введен непрерывный контроль исправности датчика напряжения 6 путем сравнения его выходного сигнала с выходным сигналом функционального преобразователя скорости 11. На вход функционального преобразователя скорости 11 поступает сигнал с датчика скорости 4, на выходе функционального преобразователя скорости 11 формируется сигнал, повторяющий по форме сигнал с выхода датчика напряжения 6 в его штатном режиме работы, но ниже по уровню (примерно на 5-10%). В штатном режиме работы электропривода компаратор 12 не срабатывает.In the proposed device, continuous monitoring of the operability of the
В случае неисправности датчика напряжения 6 (обрыве входной цепи датчика или закоротки на выходе) его выходной сигнал становится меньше, чем сигнал с выхода функционального преобразователя скорости 11. При этом срабатывает компаратор 12, с выхода которого сигнал аварии через второй вход логического элемента ИЛИ 13 поступает на исполнительный орган 10. Контроль исправности датчика напряжения 6 осуществляется в обеих зонах регулирования скорости.In the event of a malfunction of the voltage sensor 6 (a break in the input circuit of the sensor or a short circuit at the output), its output signal becomes smaller than the signal from the output of the
Таким образом, заявляемое решение повышает надежность устройства контроля напряжения в якорной цепи двигателя в двухзонном электроприводе постоянного тока.Thus, the claimed solution improves the reliability of the voltage monitoring device in the armature circuit of the engine in a dual-zone DC drive.
Кроме двухзонного электропривода, предлагаемое устройство может быть применено в однозонном электроприводе постоянного тока с обратной связью по скорости для выявления неисправности датчика напряжения (при его использовании в положительной обратной связи по ЭДС в якорном преобразователе).In addition to the dual-zone electric drive, the proposed device can be used in a single-zone direct current electric drive with speed feedback to detect a voltage sensor malfunction (when used in positive EMF feedback in an anchor converter).
Информационные источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретенияInformation sources taken into account in the preparation of the description and claims
[1] Электротехнический справочник. В 3т. Т.3: В2 кн. Кн. 2. Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 616 с: ил. (см. статью «Электроприводы серии ЭПУ1», С. 62…71).[1] Electrical reference book. In 3t. T.3: B2 book Prince 2. The use of electric energy / Under the total. ed. MEI professors: I.N. Orlova (Ch. Ed.) And others. - 7th ed., Rev. and add. - M .: Energoatomizdat, 1988 .-- 616 s: silt. (see the article "Electric drives of the EPU1 series", S. 62 ... 71).
[2] Электроприводы унифицированные трехфазные серии ЭПУ1М. Промышленный каталог 08.41.11 - 99, УДК 62-83:621.9.06 (085), ГРНТИ 45.4.33. С. 7…12.[2] Electric drives unified three-phase EPU1M series. Industrial catalog 08.41.11 - 99, UDC 62-83: 621.9.06 (085), GRNTI 45.4.33. S. 7 ... 12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152519A RU2634349C1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Voltage monitor device in motor anchor circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152519A RU2634349C1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Voltage monitor device in motor anchor circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2634349C1 true RU2634349C1 (en) | 2017-10-26 |
Family
ID=60154019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016152519A RU2634349C1 (en) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | Voltage monitor device in motor anchor circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2634349C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1069110A1 (en) * | 1983-01-04 | 1984-01-23 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Electric drive with two-zone control of rotational speed |
RU2050661C1 (en) * | 1993-05-25 | 1995-12-20 | Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения | Electric drive thyristor exciter |
WO2003028201A1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-03 | Eaton Corporation | Reversible dc motor drive including a dc/dc converter and four quadrant dc/dc controller |
US20050162114A1 (en) * | 2004-01-22 | 2005-07-28 | Siemens Vdo Automotive Inc. | Overload protection for DC motors |
DE102007062727A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Robert Bosch Gmbh | Device and method for taking a safety measure in a power tool |
EP2860871A1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-15 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Motor protection device, motor protection method, and motor control system using the same |
-
2016
- 2016-12-29 RU RU2016152519A patent/RU2634349C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1069110A1 (en) * | 1983-01-04 | 1984-01-23 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Electric drive with two-zone control of rotational speed |
RU2050661C1 (en) * | 1993-05-25 | 1995-12-20 | Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения | Electric drive thyristor exciter |
WO2003028201A1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-03 | Eaton Corporation | Reversible dc motor drive including a dc/dc converter and four quadrant dc/dc controller |
US20050162114A1 (en) * | 2004-01-22 | 2005-07-28 | Siemens Vdo Automotive Inc. | Overload protection for DC motors |
DE102007062727A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Robert Bosch Gmbh | Device and method for taking a safety measure in a power tool |
EP2860871A1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-15 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Motor protection device, motor protection method, and motor control system using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108631559B (en) | Driving device for semiconductor element | |
JP6280975B2 (en) | Relay malfunction detection device | |
US9640978B2 (en) | Protection circuit for an inverter as well as inverter system | |
EP3240175B1 (en) | Apparatus for controlling operation of power conversion device | |
US20160006237A1 (en) | Method and device for safe voltage connection of a drive inverter | |
US7746014B2 (en) | Motor driving apparatus, brushless motor, and method for driving the same | |
JP2006230111A (en) | Dc/dc converter | |
US10468969B2 (en) | Electronic circuit and method for operating an electronic circuit | |
RU2634349C1 (en) | Voltage monitor device in motor anchor circuit | |
KR102505461B1 (en) | motor control unit | |
EP2028756A1 (en) | An Inverter With Short Circuit Protection | |
US20160134215A1 (en) | Phase current detection system | |
JP4613200B2 (en) | Method for operating a supply unit for a drive circuit and a supply unit for a drive circuit | |
GB2562274A (en) | Reliability test of an electromagnetic operated actuator | |
CN104426135A (en) | Motor drive unit | |
EP3148078A1 (en) | Integrated circuit for driving a solenoid | |
US6291954B1 (en) | Method and circuit arrangement for monitoring the operating state of a load | |
CN107528460B (en) | Frequency converter soft start circuit and frequency converter comprising same | |
JP6400186B2 (en) | Electric power steering device | |
EP0275633A1 (en) | Control of multiphase ac motors | |
RU2747776C1 (en) | Voltage converter | |
KR101122662B1 (en) | Operating apparatus and method of relay switch | |
EP3245698B1 (en) | Front end protection power controller | |
JP5585520B2 (en) | Load drive device | |
JP2016208667A (en) | Overcurrent protective device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191230 |