SU1628125A1 - Электропривод переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в различных системах электроприводов . Цель изобретени  - повышение надежности электропривода путем ограничени  времени перегрузки силовых ключей инвертора. В электропривод , содержащий силовой транзисторный инвертор, выпр митель, и двигатель , схему управлени , датчик тока с устройством гальванической разв зки и схему токоограничени , введены датчики емпературы 29.1-29.6, аналоговый коммутатор 7.2 со гхемой управлени  23, амплитудный дискриминатор 2..,, усилитель 25, элемент ИЛИ 26, компаратор 27 и адатчик температуры 28. Повышение надежности достигаетс  путем адаптивного к температуре транэнстсфов инвертора контрол  времени токоограничени  с последующим отключением электропривода от первичного источника электропитани . 2 ил.

Description

(J

С

ьо

СП

1 юбретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в различных системах электроприводов. Цель изобретени  -: повышение надежности электропривода путем ограничени  времени перегрузки силовых ключей инвертора.

На фиг.1 приведена схема электропривода , на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Электропривод содержит силовые ключи 1.1-1,6, включенные по схеме мостового инвертора, нагрузкой которого  вл етс  электродвигатель, тран чис.торный инвертор 2. в состав которого вход т транзисторные ключи J . 1 - 1.6, силовой выпр митель 3, генератор неременного напр жени  4 электро днигател  5; электронные ключи 6.1- Ь.6, схема управлени  инвертором 7, лход которой  вл етс  управл ющим входом электропривода, датчик тока 8 i(цератор пр моугольных импульсов 9, утол гальванической разв зки 10, точный выпр митель 11, первый сглажива- ю ций фильтр 12, первый компаратор 13 второй сглаживающий фильтр 14, задат мик уровн  ограничени  тока 15, зада тчик времени 16, нуль-орган 17, интегратор со сбросом 18, сумматор 19, второй компаратор 20, размыкатель 21, аналоговый коммутатор 22, схема у,1  влени  аналоговым коммутатором 23, аналоговый дискриминатор 24, у илнтель 25, элемент ИЛИ 26, третий компаратор 27, датчики температуры 29.1,...,29.6, расположенные непосредственно на силовых ключах 1 . i .... ,1 .6.

Электропривод работает следующим образом.

Работа электропривода при нормальной работе системы транзисторный инвертор 2 - выпр митель 3 - трехфазный генератор переменного напр жени  4, а также при аварийной ситуации н работе электродвигател  5, т.е при коротком замыкании фаз электродвигател  5 или при замыкании одной пли нескольких фаз электродвигател  на шину минус выпр мител  3 при температуре силовых транзисторных ключей 1.1-1,6 к моменту возникновени  аварийной ситуации 0,3-0,4 от максимально допустимой дл  силового транзигторного ключа, полностью соответствует работе устройства-прототина .

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Продолжительное (более 3-5 с до момента срабатывани  устройства ограничени  времени работы устройства то- коограничени ) протекание через силовые транзисторные ключи 1.1-1.6 транзисторного инвертора 2 тока ограничени , имеющего обычно величину 0,7-0,9 от максимально допустимой величины тока транзисторного инвертора 2, с частотой коммутации равной частоте автоколебаний в контуре ограничени  тока ( примерно 2000 Гц , приводит к сильному разогреву силовых транзисторов в силовых транзисторных ключах 1,1-1.6. Гели температур  силовых транзисторов к моменту возникновени  данной ситуации составл ла 0,6-0,9 от максимально возможной дл  силового транзисторного ключа , что возможно при длительной работе электропривода с максимальной нагрузкой , произойдет тепловой пробой транзисторов в силовом транзисторном ключе.

Дл  анализа температуры силовых транзисторных ключей 1.1-1.6 и порционального уменьшени  времени работы устройства токоограничени  в аварийных ситуаци х в электропривод переменного тока введены шесть датчиков 1емпературы 29.1-29.6, которые располагаютс  непосредственно на ка:кдом из шести силовом транзисторном ключе 1.1-1.6, аналоговый коммутатор 22, амплитудный дискриминатор 24, схема направлени  23, усилитель 25.

При температуре силового транзисторного ключа, составл ющей 0,2 от максимально допустимой температуры дл  транзисторов силового транзисторного ключ, выставл етс  максимальное врем  срабатывани  устройства ограничени  времени работы устройства токоограничени , например 1,8- 2 с, задатчиком времени 16 с учетом величины ограничиваемого тока, задаваемого задатчиком уровн  ограничени  тока 15. Датчики температуры 29,1-29.6 измер ют температуру каждого силового транзисторного ключа (фиг,2, эпюра А). Выходы датчиков температуры соединены с информационными входами аналогового коммутатора 22. Генератор пр моугольных импульсов 9 вырабатывает пр моугольные импульсы высокой частоты, например 1000 Гц (фиг.2, эпюра К), которые

преобразуютс  схемой управлени  23 в импульсы двоичного кода управлени  аналоговым коммутатором 22 (выходы 1, 2,,3 Лиг. 2, эпюры 3, Г, Д )и им- пульсы Сьрос (фиг. 2, -эпюра Е) на выходе 4 дл  управлени  аналоговым дискриминатором 24. По сигналам с управл ющих выходов I, 2, 3 схемы управлени  23, аналоговый коммутатор 22 поочередно соедин ет со входом амплитудного дискриминатора 24 каждый из выходов датчиков температуры 29.1- 29.6 (фиг.2, эпюра Ж). Амплитудный дискриминатор 24. определ ет и запоминает наиболь01ую амплитуду сигнала, поступающего с датчиков температуры 29.1-29.6 и соответствующую наибольшей температуре силового транзисторного ключа в данный цикл опроса фиг.2, эпюра 3). Но сигналу схемы управлени  23 Сброс, поступающему на управл ющий вход амплитудного дискриминатора 24, тот обнул етс  и цикл опроса датчиков повтор етс  снова . Напр жение с выхода аналогового дискриминатора 24 через усилитель 25 подаетс  на третий вход сумматора 19, где вычитаетс  из напр жени  начальной уставки, определ ющей максимальное врем  работы устройства токо- ограничени , уменьша  порог срабатывани  компаратора 20 (фиг., эпюра И). В результате этого ррем  срабатыТаким образом, повышение надежности электропривода переменного тока при срабатывании устройства токоограничени  и температуре силовых транзисторных ключей в момент срабатывани  устройства токоограничени  0,5-0,9 от максимально допустимой

вани  устройства ограничени  времени ,

работы устройства токоограничени  сни- дл  силового транзисторного ключа осу

снижаетс  пропорционально увеличению

ществл етс  за счет уменьшени  времени срабатывани  устройстт-а ограничени  времени работы устрг.Ги ii .i токо- 40 ограничени  пропорционально увеличению температуры силовых транзисторных ключей.

температуры силопых транзисторных ключей 1.1-1.6, что исключает выход и из стро  силовых транзисторных ключей 1.1-1.6 в результате теплового пробо  при срабатывании устройства токоограничени , если температура силовых транзисторных ключей к моменту срабатывани  устройства токоограничегн  составл ла 0,5...О,9 от максимально допустимой дл  силового транзисторного ключа.

При длительной работе электропривода переменного тока с нагруженным электродвигателем, без аварийных ситуаций, с током, меньшим тока ограничени , т.е. с током, меньшим уровн  ограничени  тока устройством токоограничени , может произойти постепенный разогрев транзисторов в силовых транзисторных ключах 1.1-1.6 до температуры выше максимально допустимой дл  силового транзисторного клю0

ча, в результате чего может произойти тепловой пробой силового транзистора в силовом транзисторном ключе 1.1- 1.6. Дл  предотвращени  данной ситуации в электропривод переменного тока введен контур защиты от перегрева, состо щий из третьего компаратора 27 и задатчика температуры 28. На первый вход третьего компаратора 27 поступает через усилитель 25 сигнал с с амплитудного дискриминатора 24, говор щий о температуре сило ьгх тр нзис- 1 -фных ключей 1.1-1.6. На втором

5 вход компаратора 27 поступает напр жение с задатчика температуры 28, определ ющее порог срабатывани  компа- ратсфа 27, который равн етс  0,98 от максимально допустимой температуры

0 силового транзисторного ключа. При превышении напр жением с выхода сумматора 25 порога срабатывани  компаратора 27, последней, и выдает сигнал через логический элемент ИЛИ на

5 управл ющий вход размыкатет  1

(фиг.2, эпюра К), который отключает выпр митель 3 от трехфазного генератора переменного напр жени  4.

Таким образом, повышение надежности электропривода переменного тока при срабатывании устройства токоограничени  и температуре силовых транзисторных ключей в момент срабатывани  устройства токоограничени  0,5-0,9 от максимально допустимой

ществл етс  за счет уменьшени  времени срабатывани  устройстт-а ограничени  времени работы устрг.Ги ii .i токо- ограничени  пропорционально увеличению температуры силовых транзисторных ключей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электропривод переменного тока, содержащий электродвигатель, подключенный выводами обмотки  кор  к выходу мостового ключевого инвертора, управл ющие входы которого через электронные ключи, своими управл ющими входами подключенные к выходу первого компаратора, св заны с соответствующими выходами блока управлени  инвертором, вход которого использован как управл ющий вход электропривода , выпр митель, вход которого через размыкатель соединен с генератором переменного напр жени , а выход через датчик тока соединен с силовым входом инвертора, первый вход первого компаратора через первый с глаживающий фильтр и. точный выпр митель подключен к выходу узла галь- нанической разв зки, информационный вход которого соединен с датчиком тока, а опорный - с выходом генератора пр моугольных импульсов, вто- рой вход первого компаратора соеди - пен с выходом задатчика ограничени  тока, а выход через второй сглаживающий фильтр соединен с входами нуль-органа и интегратора со cfipo- гом соответственно, выход нуль-органа соединен с входом сброса указанного интегратора, выход которого соединен с первым входом второго компаратора , второй вход которого подклю- чен к выходу сумматора, первым входом подключенного к выходу задатчика уровн  ограничени  тока, а вторым - к выходу задатчика времени, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем ограничени  времени перегрузки силовых ключей инвертора, в него введены датчики температуры, аналоговый коммутатор , схема управлени , амплитудный дискриминатор, усилитель, логический элемент ИЛИ, третий компаратор и задатчик температуры, причем выходы датчиков температуры, расположенных на каждом силовом ключе, подключены к информационным входам аналогового коммутатора, выход которого через амплитудный дискриминатор и усилитель соединен с третьим входом сумматора и первым входом третьего компаратора, второй вход которого подключен к выходу задатчика температуры, а выход - к второму входу логического элемента ИЛИ. первый вход которого подключен к выходу второго компаратора, а выход - к управл ющему входу размыкател , схема управлени  соединена входом с выходом генератора пр моугольного импульсов , первым, вторым и третьим выходами - с управл ющими входами аналогового коммутатора, а четвертым выходом - с входом сброса амплитудного дискриминатора.