SU1394321A1 - Device for protecting three-phase asynchronous motor supplied by frequency converter against operating in two phases - Google Patents

Device for protecting three-phase asynchronous motor supplied by frequency converter against operating in two phases Download PDF

Info

Publication number
SU1394321A1
SU1394321A1 SU864058537A SU4058537A SU1394321A1 SU 1394321 A1 SU1394321 A1 SU 1394321A1 SU 864058537 A SU864058537 A SU 864058537A SU 4058537 A SU4058537 A SU 4058537A SU 1394321 A1 SU1394321 A1 SU 1394321A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
current
inverter
frequency converter
Prior art date
Application number
SU864058537A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Стулов
Михаил Леонидович Шагин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3474
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 Предприятие П/Я А-3474 filed Critical Предприятие П/Я А-3474
Priority to SU864058537A priority Critical patent/SU1394321A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1394321A1 publication Critical patent/SU1394321A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - повьшение надежности путем контрол  входного тока инвертора и исключени  ложного срабатывани  защиты в момент пуска электродвигател . Устройство состоит из преобразовател  1 частоты, в который входит управл емый выпр митель 2, подключаемый через силовой фильтр 3 и датчик 4 тока к инвертору 5 напр жени . К выходу инвертора 5 напр fe/n Зова ае жени  подключен асинхронный двигатель 6. Вход управлени  инвертора 5 напр жени  подключен к первому выходу блока 7 управлени , второй выход которого подключен к входу управлени  выпр мител  2. На первый вход блока 7 управлени  подаетс  напр жение задани  частоты вращени  асинхронного , двигател  6. Выход датчика 4 тока подключен к входу блока 8 выделени  модул , выход которого через последовательно соединенные фильтр 9, пороговый элемент 10 и логический элемент 11 св зан с выходной клеммой 14. При обрыве одной из фаз асинхронного двигател  6 последовательность импульсов с датчика 4 тока измен етс  существенно . За врем  бестокового интервала напр жение порогового элемента достигает порогового значени , и на выходе ,формируетс  импульс положительной пол рности .. Этот импульс через элемент И проходит на блок управлени , в результате чего токи асинхронного двигател  6 уменьшаютс  до нул . % ил. г с & (Л со со 4 00 toThe invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase the reliability by controlling the input current of the inverter and eliminate the false triggering of the protection at the moment the motor starts. The device consists of a frequency converter 1, which includes a controlled rectifier 2, connected via a power filter 3 and a current sensor 4 to a voltage inverter 5. An asynchronous motor 6 is connected to the output of the inverter 5, for example fe / n. The inverter 5 control input is connected to the first output of the control unit 7, the second output of which is connected to the control input of the rectifier 2. The first input of the control unit 7 is energized set the rotational speed of the asynchronous engine 6. The current sensor 4 output is connected to the input of the module 8 module allocation, the output of which through serially connected filter 9, the threshold element 10 and logic element 11 is connected to the output terminal 14. When the break one of the phases of the asynchronous motor 6 with pulse sequence of the current sensor 4 varies substantially. During the non-current interval, the voltage of the threshold element reaches the threshold value, and at the output, a positive polarity pulse is formed. This pulse through the element I passes to the control unit, as a result of which the currents of the asynchronous motor 6 are reduced to zero. % il. r c & (L with with 4 00 to

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  ащиты трехфазных асинхронных двигателей , питаемых от преобразовател  астоты с промежуточным звеном постонного тока, при обрыве одной из фаз вигател .The invention relates to electrical engineering and can be used for the protection of three-phase asynchronous motors powered from a voltage converter with an intermediate poston current, if one of the phases of the wiggle breaks.

Цель изобретени  - повышение на- ежности путем контрол  входного тока д нвертора и исключени  ложного срабатывани  защиты в момент пуска элект-.. родвигател .The purpose of the invention is to increase the alarm by controlling the input current of the inverter and eliminate the false triggering of the protection at the time of the start of the electric motor.

На фиг.1 изображена структурна  схема устройства; на фиг.2 - графики 15 напр жений на соответствующих элементах .1 shows a block diagram of the device; Fig. 2 shows graphs of 15 stresses on corresponding elements.

Устройство состоит из преобразовател  1 частоты, в который входит управл емый выпр митель 2, подключенный 20 через силовой фильтр 3 и датчик 4 тока к инвертору 5 напр жени . К ходу инвертора 5 напр жени  подключен асинхронный двигатель 6. Вход управлени  инвертора 5 напр жени  подклю- 25 чен к первому выходу блока 7 управлени , -второй выход которого подключен к входу управлени  выпр мител  2. На первый вход блока 7 управлени  подаетс  напр жение задани  , частоты 30 вращени  асинхронного двигател  6. Выход датчика 4 тока подключен через последовательно соединенные блока 8 выделени  модул  и фильтр 9 к входу порогового элемента 10. Выход послед-,c него соединен с первым входом логи-г ческого элемента И 11, второй вход которого через блок 12 задержки и входную клемму 13 подключен к третьему вkoдy блока,7 управлени . Выход Q логического элемента И 11 соединен С выходной клеммой 14.The device consists of a frequency converter 1, which includes a controlled rectifier 2, connected 20 through a power filter 3 and a current sensor 4 to a voltage inverter 5. An asynchronous motor 6 is connected to the voltage of the inverter 5. The control input of the voltage inverter 5 is connected to the first output of the control unit 7, the second output of which is connected to the control input of the rectifier 2. The first voltage of the control unit 7 is supplied with a voltage , frequency 30 of rotation of the asynchronous motor 6. The output of current sensor 4 is connected through series-connected block 8 module and filter 9 to the input of the threshold element 10. The output of the last, c connected to the first input of the logic element And 11, the second input to torogo through the delay unit 12 and an input terminal 13 connected to the third vkody unit 7 control. The output Q of the logic element And 11 is connected With the output terminal 14.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Информаци  о токе, протекающем в .с фазах обмотки статора асинхронного двигател  6, снимаетс  с датчика 4 тока, включенного во входную силовую цепь инвертора 5 напр жени . В простейшем Случае в качестве датчика 4 тока может быть использован резистор из нчхромовой проволоки. В нормальном режиме работы асинхронного двигател  6 напр жение на датчике 4 тока представл ет собой последовательность импульсов с частотой, в шесть раз превышающей частоту выходного напр жени  преобразовател  1 частоты. В зависимости от коэффициента мощности асинх50Information about the current flowing in the phases of the stator winding of the induction motor 6 is removed from the current sensor 4 connected to the input power circuit of the voltage inverter 5. In the simplest case, a resistor made of chrome wire can be used as a current sensor 4. In the normal operation of the asynchronous motor 6, the voltage on the current sensor 4 is a sequence of pulses with a frequency six times the frequency of the output voltage of the frequency converter 1. Depending on the power factor asynh50

5555

д d

0 5 0 c Q 0 5 0 c Q

с with

00

5five

ронного двигател  и его режима работы (режимы двигател  или генератора) импульсы могут быть двухпол рные, одно- пол рные без посто нной составл ющей или однопол рные с посто нной составл ющей .An external motor and its mode of operation (motor or generator modes) can be bipolar, unipolar, without a constant component, or unipolar with a constant component.

В исходном состо нии, когде преобразователь 1 частоты выключен, выходные напр жени  датчика 4 тока, блока 8 выделени  модул  и фильтра 9 равны нулю. На выходе порогового элемента . 10 и, соответственно, первом входе логического элемента И 11 присутствует сигнал логической 1, что свидетельствует об отсутствии тока в фазах асинхронного двигател  6. Однако дальшейшее .прохождение этого сигнала заблокировано наличием сигнала логического О, поступающего на второй вход логического элемента И 11 с выхода блока 12 задержки. На выходной клемме 14 присутствует сигнал логический О..In the initial state, when frequency converter 1 is turned off, the output voltages of current sensor 4, module allocation unit 8 and filter 9 are zero. At the output of the threshold element. 10 and, respectively, the first input of the logic element 11 and there is a signal of logic 1, which indicates the absence of current in the phases of the asynchronous motor 6. However, the further passage of this signal is blocked by the presence of the signal of the logic 0 coming to the second input of the logic element 11 from the output 12 delays. At the output terminal 14 there is a logical signal O ..

При включении преобразовател  1 частоты (момент времени t) на входную клемму 13 поступает сигнал логическа  1, а на выходе преобразовател  по вл етс  напр жение, частота которого определ етс  амплитудой напр жени  УЗДД. На интервале времени tf - t в асинхронном двигателе имеет место электромагнитный переходный процесс установлени  фазных токов. В течение этого времени поток и огибающа  амплитуда импульсов входного тока инвертора 5 напр жени  нарастают по экспоненциальному закону с посто нной времени медленной апериодической составл ющей, создающей основной поток при включении неподвижного асинхронного двигател .When the frequency converter 1 is turned on (time t), the input terminal 13 receives a logical 1 signal, and a voltage appears at the output of the converter, the frequency of which is determined by the amplitude of the ultrasonic voltage. In the time interval tf - t in an asynchronous motor, an electromagnetic transient is established to establish phase currents. During this time, the flow and the envelope of the pulses of the input current of the voltage inverter 5 increase exponentially with the time constant of the slow aperiodic component that creates the main flow when the stationary asynchronous motor is turned on.

Напр жение, поступающее с датчика 4 тока, преобразуетс  блоком 8 выделени  модул  в напр жение положительной пол рности. Выходное напр жение 9 плавно нарастает и в момент времени tj достигает значени  опорного напр жени  порогового элемента 10. Последний переключаетс  и на его выходе устанавливаетс  сигнал логический О, что свидетельствует об отсутствии обрыва фазы асинхронного двигател  6.The voltage supplied from the current sensor 4 is converted by the module allocation unit 8 into a positive polarity voltage. The output voltage 9 smoothly increases and at time tj reaches the value of the reference voltage of the threshold element 10. The latter switches and a logical signal O is set at its output, which indicates the absence of a phase loss of the asynchronous motor 6.

В момент времени tj на выходе бло- -ка 12 задержки устанавливаетс  сигнал логическа  1 и блокировка с логического элемента И 11 снимаетс . Устройство защиты готово-к работе.At time tj, the output of the delay block 12 is set to a logical 1 signal and the lock from the AND 11 gate is released. The protection device is ready-to-work.

31393139

На интервале времени t, - t имеет место нормальный режим работы асинхронного двигател  6 (обрыв фазы отсутствует ). В этом режиме, как уже отмечалось, импульсы тока на датчике А могут быть двухпсл рные или однопо- л рные с посто нной составл ющей или без нее в зависимости от коэффициента мощности асинхронного двигател  и ре- жима его работы.On the time interval t, - t, the normal operation of an asynchronous motor 6 takes place (there is no phase failure). In this mode, as already noted, the current pulses on the sensor A can be double-ended or unipolar with or without a constant component, depending on the power factor of the induction motor and the mode of its operation.

При обрыве одной из фаз асинхронного двигател  6 (момент времени t.) вид последовательности импульсов с датчика 4 тока существенным образом измен етс  по сравнению с нормальным режимом работы. В 3 раза уменьшаетс  частота следовани  импульсов, и в 1,5 раза и более увеличиваетс  их амплитуда. В последовательности им- пульсов дважды за период Т цг выходного напр жени  преобразовател  1 частоты имеют место бестоковые интервалы , которые могут быть использованы дл  идентификации режима обрыва фазы в асинхронном двигателе. Дл  этого достаточно посто нную времени фильтра 9 выбрать такой, чтобы напр жение на его выходе за врем  бестокового интервала , уменьша сь по амплитуде, ус- певало достичь значени  опорного напр жени  порогового элемента 10,When one of the phases of the asynchronous motor 6 is disconnected (time t.), The type of pulse train from current sensor 4 changes significantly compared to normal operation. The pulse frequency decreases by 3 times, and their amplitude increases by 1.5 times or more. In the sequence of pulses, twice during the period Tcg of the output voltage of the frequency converter 1, current-free intervals occur, which can be used to identify the phase failure mode in an induction motor. To do this, it is sufficient to choose the time of the filter 9 so that the voltage at its output during the current-free interval, decreasing in amplitude, will reach the value of the reference voltage of the threshold element 10,

В этом случае на выходе порогового элемента 10 формируетс  импульс поло- (жительной пол рности, который прохо- :дит через логический элемент И 11 на выходную клемму 14 защиты и далее на блок 7 управлени  преобразовател  1 частоты. Алгоритм работы преобразовател  1 частоты должен быть построен |таким образом, чтобы с приходом на блок 7 управлени  первого импульса с выходной клеммы 14 формирование управл ющих импульсов на выпр митель 2 .прекращалось, в результате чего вьг- ходное напр жение преобразовател  1 частоты и, соответственно, токи асинхронного двигател  6 уменьшатс  до нул . Одновременно с блокировкой управл емого выпр мител  2 можно блокировать и формирование управл ющих импульсов на инвертор 5 напр жени .In this case, a positive polarity pulse is generated at the output of the threshold element 10, which passes through the logic element 11 to the output protection terminal 14 and then to the control unit 7 of the frequency converter 1. The algorithm of the frequency converter 1 must be built so that with the arrival of the first impulse control unit 7 from the output terminal 14, the formation of control impulses to the rectifier 2 ceases, resulting in the output voltage of the frequency converter 1 and, accordingly, the asynchronous currents This motor 6 is reduced to zero. Simultaneously with the interlock of the controlled rectifier 2, it is possible to block the formation of control pulses on the voltage inverter 5.

К моменту окончани  бестокового интервала выход {ое напр жение фильтра 9 должно уменьшитьс  до значени By the end of the current-free interval, the output {voltage of the filter 9 should decrease to

опорного напр жени  порогового элемента 10. Так как длительность бестокового интервала при обрыве фазы всегда составл ет 1/6 часть периодаthe reference voltage of the threshold element 10. Since the duration of the current-free interval during a phase failure is always 1/6 of the period

1one

выходного напр жени  преобразовател  1 частоты, то дл  надежной работы устройства посто нную времени Сф фильтра 9 необходимо выбирать дл  режима работы преобразовател  частоты с максимальным значением частоты выходного напр жени , дл  которого длительность бестокового интервала минимальна . При этом должно выполн тьс  условиеthe output voltage of the frequency converter 1, then for reliable operation of the device, the time constant Cf of the filter 9 must be selected for the mode of operation of the frequency converter with the maximum frequency of the output voltage, for which the current interval is minimal. The condition must be met.

5 0 5 о 5 0 5 o

Q Q

5five

00

5five

T(f fMC,«)T (f fMC, ")

v. или -г, 4 iHiff i v. or -y, 4 iHiff i

З С,H C,

где T-(f fjinouc ) период, соответствующий максимальной частоте выходного напр жени  преобразовател  частоты. Ток асинхронного двигател  в процессе его работы может измен тьс  в широких пределах от тока холостого хода до номинального, а в переходных режимах ток нагрузки может кратковременно превышать номинальный ток в 3-5 раз и более. Кроме того, на практике довольно часто от одного преобразовател  частоты необходимо питать группу асинхронных двигателей, что также обуславливает широкий диапазон изменени  тока нагрузки преобразовател , особенно при изменении количества подключенных к нему двигателей . Изменение тока в широком диапазоне приводит к соответствующему изменению выходных напр жений блока 8 выделени  модул  и фильтра 9. В ре- зельтате этого при малых частотах выходного напр жени  преобразовател  1 частоты и небольших токах нагрузки могут иметь место лджные срабатывани  устройства защиты при отсутствии обрыва фазы асинхронного двигател . where T- (f fjinouc) is the period corresponding to the maximum frequency of the output voltage of the frequency converter. During its operation, the induction motor current can vary widely from idle current to nominal, and in transient conditions, the load current may briefly exceed the rated current by a factor of 3-5 and more. In addition, in practice, quite often from one frequency converter it is necessary to power a group of asynchronous motors, which also causes a wide range of variation of the load current of the converter, especially when the number of motors connected to it changes. A change in the current in a wide range leads to a corresponding change in the output voltages of the module 8 extraction module and filter 9. In this case, at low frequencies the output voltage of the frequency converter 1 and low load currents can occur, the protective device can operate in the absence of an asynchronous phase loss engine

Дл  расширени  допустимого диапазона изменени  тока асинхронного двигател  (тока нагрузки преобразовател  частоты) коэффициент усилени  блока 8 выделени  модул  необходимо выбирать такой величины, чтобы напр жение на его выходе достигало значени  напр жени  насыщени  уже при токе двигател  пор дка 0,1-0,2 от номинального. В этом случае амплитуда выходного напр жени  фильтра 9 остаетс  неизп мённой и равной максимальному значению при изменении тока в 5-10 раз ниже номинального значени .In order to extend the allowable range of variation of the induction motor current (the load current of the frequency converter), the gain of the modulus allocation unit 8 must be chosen such that the output voltage reaches the saturation voltage already at a motor current of 0.1-0.2 from nominal. In this case, the amplitude of the output voltage of the filter 9 remains uncorrected and equal to the maximum value when the current is changed 5-10 times lower than the nominal value.

Таким образом, выбором соответствующих значений коэффициента усилени Thus, by choosing the appropriate gain values

блока 8 выделени  модул  и посто нной времени фильтра 9 можно обеспечить надежную защиту асинхронного двигател  6 от обрыва фазы в заданных пределах изменени  частоты и амплитудыblock 8 of module allocation and constant time of filter 9 can provide reliable protection of induction motor 6 against phase failure within specified limits of variation of frequency and amplitude

тока.current.

ii

Изобретение позвол ет повысить надежность защиты при упрощении схемы устройства. Использование изобретени  в преобразователе частоты, примен емом дл  питани  группы высокоскоростных асинхронных двигател  прецизионных обрабатывающее станках, позволит получить значительный экономический эЛЛект.The invention makes it possible to increase the reliability of protection while simplifying the design of the device. The use of the invention in a frequency converter used to power a group of high-speed asynchronous motors for precision machining machines will provide a significant economic cost.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 2020 Устройство дл  защиты трехфазного асинхронного двигател , питаемого от преобразовател  частоты, от работы на двух фазах, выполненное в виде последовательно соединенных управл емо- 25 го выпр мител , силтового фильтра иA device for protection of a three-phase asynchronous motor, powered by a frequency converter, from operation on two phases, made in the form of a series-connected controllable 25 rectifier, a silt filter and инвертора напр жени , содержащее ддт- чик тока с клеммами дл  включени  в контролируемую цепь, выход которого подключен через блок выделени  модул  к фильтру, логический элемент И, входную и выходную клеммы, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  надежности путем контрол  входного тока инвертора и исключени  ложного срабатывани  защиты в момент пуска электродвигател , оно дополнительно снабжено пороговым элементом и блоком задержки, при этом клеммы датчика тока предназначены дл  подключени  к силовому фильтру и инвертору напр жени , первый вход, логического элемента И подключен через пороговый элемент к выходу фильтра, второй вход - через блок задержки к входной клемме, подключенной к выходу блока управлени  преобразователем частоты, а выход логического элемента И подключен к выходной клемме, соединенной с -входом блока управлени  преобразователем частоты.voltage inverter, containing a current ddtchik with terminals for inclusion in a controlled circuit, the output of which is connected through the module allocation unit to the filter, the logical element And, the input and output terminals, characterized in that, in order to increase reliability by controlling the input current of the inverter and prevent false triggering of the protection at the time the motor starts up, it is additionally equipped with a threshold element and a delay unit, while the terminals of the current sensor are designed to be connected to a power filter and a voltage inverter , the first input of the logic element AND is connected via a threshold element to the output of the filter, the second input is through a delay unit to the input terminal connected to the output of the frequency converter control unit, and the output of the logic element AND is connected to the output terminal connected with the input of the converter control unit frequencies.
SU864058537A 1986-04-16 1986-04-16 Device for protecting three-phase asynchronous motor supplied by frequency converter against operating in two phases SU1394321A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864058537A SU1394321A1 (en) 1986-04-16 1986-04-16 Device for protecting three-phase asynchronous motor supplied by frequency converter against operating in two phases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864058537A SU1394321A1 (en) 1986-04-16 1986-04-16 Device for protecting three-phase asynchronous motor supplied by frequency converter against operating in two phases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1394321A1 true SU1394321A1 (en) 1988-05-07

Family

ID=21234399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864058537A SU1394321A1 (en) 1986-04-16 1986-04-16 Device for protecting three-phase asynchronous motor supplied by frequency converter against operating in two phases

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1394321A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 928511, кл. Н 02 Н 7/08, 1978. Авторское свидетельство СССР № 1046827, кл. Н 02 Н 7/08, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5231338A (en) Controlling a multiphase brushless motor without position sensors for the rotor, using a system of digital filtering
US4827196A (en) Motor control arrangement
SU1394321A1 (en) Device for protecting three-phase asynchronous motor supplied by frequency converter against operating in two phases
GB2029136A (en) Speed control circuit for a direct current motor having armature control
US5471122A (en) DC-motor bridge driver with end-of-braking detector
KR830002417B1 (en) Timed waveform generator
SU1619365A2 (en) Device for protecting frequency converter-supplied three-phase induction motor from two-phase operation
SU1617522A1 (en) Device for protecting synchronous motor from generator mode
SU1503055A1 (en) Device for separate control of reversible thyristor converter
SU828348A1 (en) Device for excitation of synchronous motor
SU279697A1 (en) Device for smooth starting of electric rail vehicles
SU1453512A1 (en) Apparatus for protecting serially connected traction motors with converter of rail electric vehicles in emergency situations
SU1585884A1 (en) Overload-protected voltage converter
SU1656657A2 (en) Device for control over asynchronous motor with phase-wound rotor
RU2156019C2 (en) Asynchronous-running protective device for synchronous motor
JPH0449348B2 (en)
RU1074361C (en) Vent electric motor
SU1527685A1 (en) Device for protection of electric drive with adjustable converter and velocity transducer
JPS61196168A (en) Excessive speed detector
JP2703212B2 (en) How to protect cycloconverter
SU1557664A1 (en) Static converter with pulsing overexcitation for power supply of hysteresis motor
SU1624642A1 (en) Electric drive
SU1374390A2 (en) Device for relay control of electric motor current
SU764074A1 (en) Dynamic braking device for induction motor
SU1403315A1 (en) Reversible electric drive