SU1545284A1 - Device for protection of brushless synchronous machine against damage in excitation system - Google Patents

Device for protection of brushless synchronous machine against damage in excitation system Download PDF

Info

Publication number
SU1545284A1
SU1545284A1 SU884408372A SU4408372A SU1545284A1 SU 1545284 A1 SU1545284 A1 SU 1545284A1 SU 884408372 A SU884408372 A SU 884408372A SU 4408372 A SU4408372 A SU 4408372A SU 1545284 A1 SU1545284 A1 SU 1545284A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
threshold
input
control unit
excitation
Prior art date
Application number
SU884408372A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Борисович Купцов
Самуил Яковлевич Гриншпан
Original Assignee
Центральное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Крупных Электрических Машин
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 Центральное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Крупных Электрических Машин filed Critical Центральное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Крупных Электрических Машин
Priority to SU884408372A priority Critical patent/SU1545284A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1545284A1 publication Critical patent/SU1545284A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехники и может быть использовано дл  защиты бесщеточных синхронных машин. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей. Это достигаетс  за счет введени  однопорогового и двухпорогового компараторов, делител  напр жени  и блока индикации. В аварийных режимах сигнал датчика переменной составл ющей не остаетс  в установленном диапазоне - либо превышает высший установленный потенциал на делителе, либо становитс  меньше низшего потенциала делител . Срабатывание по низшему уровню происходит при коротком замыкании на выводах вращающего выпр мител  или при обрыве в цепи обмотки возбуждени  синхронной машины. Срабатывание по высшему уровню происходит при пробое ветил  вращающегос  преобразовател  или при асинхронном ходе машины, св занном с потерей возбуждени  врозбудител  при отказах в блоке управлени . В обоих случа х происходит отключение машины с выдержкой времени, а в блоке индикации по вл етс  соответствующа  сигнализаци . 3 ил.This invention relates to electrical engineering and can be used to protect brushless synchronous machines. The purpose of the invention is to expand the functionality. This is achieved by introducing a single-threshold and two-threshold comparators, a voltage divider and a display unit. In emergency modes, the variable sensor signal does not remain in the set range — either exceeds the highest set potential at the divider, or becomes less than the lowest potential of the divider. The operation at the lowest level occurs when there is a short circuit on the outputs of the rotary rectifier or in the event of an open circuit in the excitation winding circuit of the synchronous machine. Triggering on the highest level occurs when the breakdown of the branches of a rotating converter or during an asynchronous course of the machine, associated with the loss of excitation in the event of a fault in the control unit. In both cases, the machine is turned off with a time delay, and a corresponding alarm appears in the display unit. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к электро- технике и может быть использовано дл  защиты бесщеточных синхронных машин , имеющих вспомогательный генератор переменного тока и вращающийс  полупроводниковый выпр митель, например синхронный возбудитель, при повреждени х в неподвижных и вращающихс  част х системы возбуждени .The invention relates to electrical engineering and can be used to protect brushless synchronous machines having an auxiliary alternator and a rotating semiconductor rectifier, such as a synchronous driver, in the event of damage to the fixed and rotating parts of the excitation system.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможносФей путем обеспечени  защиты при отказах в блоке управлени , обрыве цепи обмотки возбуждени , пробое вентил  вращающегос  выпр мител , коротком замыкании на выводах вращающегос  выпр мител ,The purpose of the invention is to expand the functional capabilities by providing protection in case of failures in the control unit, break of the excitation winding circuit, breakdown of the valve of the rotating rectifier, short circuit on the outputs of the rotating rectifier,

На фигсI приведена блок-схема бесщеточной синхронной машины и устройства дл  защиты ее от повреждений в системе возбуждени ; на фиг„2 - варианты выполнени  отдельных блоков устройства; на - зависимость напр жени  возбуждени  от тока возбуждени  зFig. 1 is a block diagram of a brushless synchronous machine and device for protecting it from damages in the excitation system; Fig. 2 shows embodiments of separate units of the device; on - dependence of the excitation voltage on the excitation current

Бесщеточна  синхронна  машина (БСМ) содержит собственно машину 1, вращающийс  выпр митель 2, синхронный возбудитель 3, блок 4 управлени The brushless synchronous machine (BCM) contains the machine 1 itself, the rotating rectifier 2, the synchronous exciter 3, the control unit 4

СП 4 СП ЮJV 4 JV Yu

%%

датчики 5 и 6 посто нной и переменной составл ющих тока возбуждени  возбудител , делитель 7 напр жени , двух- пороговый компаратор 8 со схемой ИЛИ на два входа, однопороговый компаратор 9, блок 10 задержки, исполнительный орган II, блок 12 сигнализации, выключатель 13 бесщеточной синхронной машины, при этом двухпороговый компаратор состоит из двух однопоро- говых 14 и 15 компараторов. Неинвертирующий вход первого однопорогового 14 компаратора соединен г. выводом 16 делител  9 напр жени , а вывод 17 соединен с инвертирующим входом второго однопорогового 15 компаратора. На два других входа однопороговых компараторов поступает сигнал с датчика переменной составл ющей. sensors 5 and 6 of constant and variable components of the exciter excitation current, voltage divider 7, two threshold comparator 8 with OR circuit for two inputs, single threshold comparator 9, delay unit 10, actuator II, alarm unit 12, brushless switch 13 synchronous machine, while the two-threshold comparator consists of two single-threshold 14 and 15 comparators. The non-inverting input of the first single-threshold 14 comparator is connected by the voltage divider 9, terminal 16, and the output 17 is connected to the inverting input of the second single-threshold comparator 15. The two other inputs of single-threshold comparators receive a signal from a variable component sensor.

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

В нормальном режиме работы БСМ через обмотку возбуждени  возбудител  протекает ток, который содержит пос- то нную и переменную составл ющие. Посто нна  составл юща  определ етс  выпр мленным значением напр жени  блока управлени  и активным сопротивлением обмотки возбуждени  возбудител . Переменна  составл юща  определ етс  током фаз синхронного возбудител  и пропорциональна току возбуждени  БСМ и обусловлена особенност ми работы возбудител  через вращающийс  вы-- пр митель на обмотку возбуждени  (выпр мительна  нагрузка). В токе присутствует также переменна  составл юща , св занна  с пульсацией выпр мленного напр жени  блока управле- ни , однако этой переменной составл ющей можно пренебречь, так как индуктивное сопротивление обмотки возбуждени 1 , возбудител  на частоте пульсаций достаточно велико по сравнению с ее активным сопротивлением. Переменна  и посто нна  составл ющие тока йозбуждени  возбудител  выдел ютс  с помощью датчиков 5 и 6, которые получают сигналы с резистора, имеющего сопротивлени  на 1-2 пор дка меньше, чем активное сопротивление обмотки возбуждени  возбудител  и включенного последовательно в ее цепь. Переменна  составл юща  усиливаетс  и преобразуетс  в посто нное напр жение . Сигналы датчиков 5 и 6 поступают на двухпороговый компаратор 8. При этом низший, отличный от нул In the normal mode of operation of the BCM, a current flows through the excitation winding of the exciter, which contains a constant and a variable component. The constant component is determined by the rectified voltage value of the control unit and the active resistance of the exciter winding. The variable component is determined by the phase current of the synchronous exciter and is proportional to the excitation current of the BSM and is due to the characteristics of the exciter through the rotating rectifier to the excitation winding (rectifying load). In the current there is also a variable component associated with the ripple of the rectified voltage of the control unit, however, this variable component can be neglected, since the inductive resistance of the excitation winding 1, the exciter at the pulsation frequency is rather large compared to its active resistance. The variable and constant components of the excitation current of the exciter are extracted by means of sensors 5 and 6, which receive signals from a resistor having resistances 1-2 times less than the active resistance of the excitation winding of the exciter and connected in series in its circuit. The variable component is amplified and transformed into a constant voltage. The signals from sensors 5 and 6 are fed to a two-threshold comparator 8. In this case, the lowest, non-zero

потенциал посто нном составл ющей, снимаемый с вывода 16 делител  7, подаетс  на неинвертирующий вход первого однопорогового 14 компаратора, вход щего в состав двухпорогового компаратора 8, а высший потенциал вывода 17 делител  подаетс  на инвертирующий вход второго однопорогового 15 компаратора. На два других входа однопороговых компараторов поступает регулируемый сигнал датчика переменной составл ющей. При настройке схемы защиты в номинальном режиме работы БСМ выбираетс  уронень сигнала датчика переменной составл ющей, равный среднеарифметическому значению от низшего и высшего значе ги  потенциалов , снимаемых с делител  7 В нормальном режиме- работы ВСМ снгн.п датчика переменной составл ющей находитс  в диапазоне между высшим и низшим уровн ми потенциалов делител  (фиг.З), где i{n- ток возбуждени  возбудител ; 1Гвмн„; if8Mt wH ifbmM- соответственно его минимально допустимое , номинальное и форсировочное значени ; Uq - напр жение датчиков посто нной и переменной составл ющих тока возбуждени  возбудител ; Ug,c,nc ныспий потенциал делител ; U Q-WUH низший потенциал делител ; U, - напр жешь датчика переменной составл ющей; Uonop опорное напр жение , подаваемое на однопороговый компаратор 9, В этом случае на выходе двухпорогового компаратора сигнал отсутствует. В аварийных режимах сигнал датчика переменной составл ющей не остаетс  в установленном диапазоне; либо превышает высший установленный потенциал на делителе, либо становитс  меньше низшего потенциала делител . В первом случае происходит переключение второго однопорогового компаратора и на его выходе по вл етс  положительный потенциал, который через схему ИЛИ и блок 10 временной задержки вызывает срабатывание исполнительного органа 11. Во втором случае происходит срабатывание защиты по сигналу первого однопорогового компаратора.Срабатывание защиты по низшему уровню И„ /чин делител  7 происходит при коротком замыкании на выводах вращающегос  выпр мител . При этом токи фаз возбудител  станов тс  синусоидальными в отличии от нормального режима, когда они имеютthe potential of the constant component taken from pin 16 of divider 7 is fed to the non-inverting input of the first single threshold 14 comparator included in the two-threshold comparator 8, and the highest potential of pin 17 of the divider is fed to the inverting input of the second single threshold 15 comparator. The two other inputs of single-threshold comparators receive an adjustable variable sensor signal. When setting the protection circuit in the nominal mode of operation of the BCM, the variable signal level of the variable component sensor is selected equal to the arithmetic mean value of the lower and higher potentials taken from the 7 divider. In the normal mode, the BCM variable sensor component is in the range and lower levels of the potential of the divider (Fig. 3), where i {n is the excitation current of the exciter; 1Gvmn "; if8Mt wH ifbmM-, respectively, its minimum allowable, nominal and force values; Uq is the voltage of the sensors of the constant and variable components of the excitation current of the exciter; Ug, c, nc potential resistance divider; U Q-WUH lowest potential divider; U, - Stress the variable sensor; Uonop is the reference voltage supplied to the single-threshold comparator 9, In this case, there is no signal at the output of the two-threshold comparator. In emergency conditions, the variable sensor signal does not remain in the specified range; either exceeds the highest installed potential on the divider, or becomes less than the lower potential of the divider. In the first case, the second single-threshold comparator is switched and a positive potential appears at its output, which through the OR circuit and time delay unit 10 triggers the actuator 11. In the second case, the protection is triggered by the signal of the first single-threshold comparator. And the „/ rank of the divider 7 occurs during a short circuit at the terminals of a rotating rectifier. In this case, the currents of the driver's phases become sinusoidal, in contrast to the normal mode, when they have

форму, близкую к пр моугольной. Переменна  составл юща  резко уменьшаетс  и происходит срабатывание двух- порогового компаратора по низшр гу уровню делител  Аналогична  ситуаци  возникает при обрыве в цепи обмотки возбуждени  синхронной машины, например при разрыве междуполюсной перемычки, когда сигнал датчика пос- то нной составл ющей сохран ет свое значение, а датчик переменной составл ющей выдает сигнал, св занный только с пульсаци ми выпр мленного напр жени  блока управлени , которым мож- но пренебречь. Срабатывание защиты п высшему уровню U« МО-НС делител  7 происходит при пробое вентил  вращающегос  выпр мител  2 или при асинхронном ходе машины при потере возбуждени  возбудител  в св зи с отказами в блоке 4 управлени .shape close to rectangular. The variable component decreases sharply and a two-threshold comparator is triggered on the lower divider level. A similar situation arises when the excitation winding of the synchronous machine is broken, for example, when the interpolar jumper is broken, when the sensor signal of the constant component retains its value, and The variable component sensor generates a signal associated only with the ripples of the rectified voltage of the control unit, which can be neglected. The protection is triggered at the highest level U. The MO-NS divider 7 occurs when the valve of the rotating rectifier 2 breaks down or when the machine runs asynchronously when the exciter is lost due to faults in the control unit 4.

При обрыве в цепи обмотки возбуждени  возбудител  или отказе в блоке управлени , вызывающем развозбуж- дение машины, когда она без нагрузки продолжает вращатьс  с синхронной скоростью на реактивном моменте, сигналы датчиков посто нной и переменной составл ющих станов тс  равны- ми нулю и за счет опорного напр жени  происходит переключение однопорого- вого компаратора 9, сигнал которого через блок задержки вызывает срабатывание исполнительного органа 11. Таким образом, введение в схему защиты двухпорогового 8 и однопорогово- го 9 компараторов позвол ет вы вить определенные виды повреждений в системе возбуждени  БСМ.When an exciter winding circuit breaks or a control unit fails to cause the machine to disengage, when it continues to rotate at a synchronous speed at a reactive moment without load, the signals of the constant and variable components of the sensors become equal to zero and voltage, a single-price comparator 9 is switched, the signal of which through the delay unit triggers the actuator 11. The introduction of a two-threshold 8 and a single-threshold 9 computer into the protection circuit ATOP allows you build certain kinds of damage to the drive system of BSM.

Дл  индикации вида повреждени  и сохранени  информации о нем после отключени  машины от сети с помощью исполнительного органа 11, воздействующего на выключатель 13 синхронной машины, в схему защиты вводитс  блок 12 сигнализации, В блоке расположены три схемы И на два входа по числу однопороговых компараторов в устройстве. На их первые входы посту- лают сигналы соответствующих одно- пороговых компараторов, на вторые входы заведен сигнал исполнительного органа 1I. При повреждении в системе возбуждени  после задержки по To indicate the type of damage and store information about it after the machine has been disconnected from the network by the executive body 11 acting on the switch 13 of the synchronous machine, the alarm unit 12 is entered into the protection circuit. In the block there are three AND circuits for two inputs according to the number of single-threshold comparators in the device . Signals of the corresponding single-threshold comparators are delivered to their first inputs, the signal of the executive authority 1I is applied to the second inputs. If the excitation system is damaged after

00

5five

, 5 , five

р 5 0p 5 0

5 0 50

и про- триггерной схевременн , определ емой установкой блока 10 задержки, и срабатьтании исполнительного органа на одну из схем И.поступают два сигнала исход т переключение in, с соответствующей индикацией и запоминание информации о виде повреждени  в системе возбуждени  при последующем отключении г помощью выключател  13 БСМ от сети.and the trigger point, determined by the installation of the delay unit 10, and the actuator fails to operate on one of the I circuits. Two signals are received, switching in in, with a corresponding indication and storing information about the type of damage in the excitation system upon subsequent shutdown of the switch 13 BCM from the network.

II

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  запдеты бесщеточной синхронной машины от повреждений в системе возбуждени  с блоком управлени  тиристорами, питающим обмотку возбуждени  возбудител  выпр мленным током, содержащее датчики посто нной и переменной составл ющих тока возбуждени  возбудител , предназначенные дл  подключени  к блоку управлени , блок временной задержки, выход которого подключен к исполнительному органу, выход которого предназначен дл  подключени  к блоку управлени  и выключателю генератора, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  защиты при отказах в блоке управлени , обрыве цепи обмотки возбуждени , коротком замыкании и пробое вентил  вращающегос  выпр мител , дополнительно введены однопороговый и двухпороговый компараторы, делитель напр жени , блок сигнализации, а исполнительный орган снабжен дополнительным выходом, который соединен с первым входом блока сигнализации, второй вход которого соединен с первым выходом од- нопорогового компаратора, второй выход которого соединен с входом блока задержки, который соединен также с выходом двухпорогового компаратора, два других выхода которого соединены с вторым и третьим входами блока сигнализации , а выход датчика посто нной составл ющей соединен с входом однопорогового компаратора и через делитель напр жени  - с первым входом двухпорогового компаратора, второй вход которого соединен с выходом датчика переменной составл ющей.A device for a brushless synchronous machine to be damaged in an excitation system with a thyristor control unit supplying the excitation winding of the exciter with a rectified current, containing sensors of the exciter constant and variable components of the excitation current to be connected to the control unit, a time delay block whose output is connected to an actuator whose output is intended to be connected to a control unit and a generator switch, characterized in that, in order to expand the function potential opportunities by providing protection in case of failures in the control unit, interruption of the field of the excitation winding, short circuit and breakdown of the rotary rectifier valve, single-threshold and two-threshold comparators, voltage divider, alarm unit are additionally introduced, and the actuator has an additional output that is connected to the first the input of the alarm unit, the second input of which is connected to the first output of the single-threshold comparator, the second output of which is connected to the input of the delay unit, which is connected It is also connected to the output of a two-threshold comparator, the other two outputs of which are connected to the second and third inputs of the alarm unit, and the output of the DC component is connected to the input of a single-threshold comparator and, through a voltage divider, to the first input of a two-threshold comparator, the second input of which is connected to the output variable component sensor. 1 JT1 JT мVA™ bin iff Фиг.3mVA ™ bin iff Figure 3 Составитель С.Евдокимов. Редактор Л.Гратилло Техред Л.СврдюковаКорректор О.ЦиплеCompiled by S. Evdokimov. Editor L.Gratillo Tehred L.Svrdyukova Corrector O. Tsiple Заказ 495Order 495 Тираж 471Circulation 471 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Фиг.}Fig.} -4 й-4 th Фиг, гFIG, g хмаксhmaks НормальныйNormal ПодписноеSubscription
SU884408372A 1988-01-13 1988-01-13 Device for protection of brushless synchronous machine against damage in excitation system SU1545284A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884408372A SU1545284A1 (en) 1988-01-13 1988-01-13 Device for protection of brushless synchronous machine against damage in excitation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884408372A SU1545284A1 (en) 1988-01-13 1988-01-13 Device for protection of brushless synchronous machine against damage in excitation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1545284A1 true SU1545284A1 (en) 1990-02-23

Family

ID=21367974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884408372A SU1545284A1 (en) 1988-01-13 1988-01-13 Device for protection of brushless synchronous machine against damage in excitation system

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1545284A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168455U1 (en) * 2016-03-21 2017-02-03 Открытое акционерное общество "Электроагрегат" SELF-EXCITED SYNCHRONOUS BRUSHLESS GENERATOR
RU204929U1 (en) * 2020-12-09 2021-06-17 Открытое акционерное общество "Электроагрегат" Synchronous brushless generator with self-excitation, built into the chassis of the vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Абрамович Б„Н. и др0 Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных двигателей. Л.: Энергоатомиздат, 1983, с.62-66. Авторское свидетельство СССР . № 855836, кп. Н 03 Н 7/06, 1981. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168455U1 (en) * 2016-03-21 2017-02-03 Открытое акционерное общество "Электроагрегат" SELF-EXCITED SYNCHRONOUS BRUSHLESS GENERATOR
RU204929U1 (en) * 2020-12-09 2021-06-17 Открытое акционерное общество "Электроагрегат" Synchronous brushless generator with self-excitation, built into the chassis of the vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1443623B1 (en) A system and method for controlling load dump voltage of a synchronous machine
US4604565A (en) Microcomputer-controlled DC three-wire circuit for vehicle
WO1998058434A1 (en) Overvoltage protection circuit for a generating system
US8841795B2 (en) On-vehicle generator provided with overvoltage detecting circuit
US20230188078A1 (en) Drive device and method for operating an electrical machine
CN209282822U (en) Control circuit and electronic equipment
US4736264A (en) Primary switched-mode power supply unit
SU1545284A1 (en) Device for protection of brushless synchronous machine against damage in excitation system
US11482955B2 (en) Shorted rotating diode protection for synchronous machines
US4594632A (en) Overvoltage protection circuit for synchronous machinerotor
US20230307904A1 (en) Encoder having overvoltage breakdown prevention circuit
EP4084334A2 (en) Systems and methods for overcurrent protection
US20070041136A1 (en) Phase failure detector and a device comprising the same
EP2061148B1 (en) Protection of variable frequency power systems from excessive peak electrical potentials
US4549128A (en) Charging generator controlling device
JP3554675B2 (en) Circuit breaker with earth leakage alarm function and earth leakage breaker
KR101021259B1 (en) Onen phase relay circuit and open phase warning circuit for three phase motor
CN110797836B (en) Circuit for switching power supply in motor driver, operation method and motor driving circuit system
CA1124781A (en) Control circuit for discharging the field winding of a synchronous motor
US20240178781A1 (en) Activation system and method for operating an electric machine
KR0132296B1 (en) Detecting method and device of a faulted motor
KR0160553B1 (en) Permanentmagnet type generator's voltage regulator
SU1176411A1 (en) Device for protection of three-phase isolated neutral system with motor against non-symmetric short circuit
SU1117760A2 (en) Device for protecting three-phase power network against incomplete phase operation
SU970543A1 (en) Device for thermal protection of electric motor