Электропривод переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных системах электроприводов . Цель изобретения - повышение надежности электропривода путем ограничения времени перегрузки силовых ключей инвертора. В электропривод , содержащий силовой транзисторный инвертор, выпрямитель, и двигатель , схему управления, датчик тока с устройством гальванической развязки и схему токоограничения, введены датчики емпературы 29.1-29.6, аналоговый коммутатор 7.2 со гхемой управления 23, амплитудный дискриминатор 2..,, усилитель 25, элемент ИЛИ 26, компаратор 27 и адатчик температуры 28. Повышение надежности достигается путем адаптивного к температуре транэнстсфов инвертора контроля времени токоограничения с последующим отключением электропривода от первичного источника электропитания . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рц h 02 H 7/085

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTGPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601546/07 (22) 26.09.88 (46) 15,02.91. Вюл. К 6

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

0Q ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (72) В.В.Осипов и А.Н.Михуткин (53) 621.314,57(088,8) (S4) ЭЛЕКтРОПРИВОД ПЕРН1ЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ра личных системах электроприводов. Цель изобретения — повышение надежности электропривода путем ограничения времени перегрузки силовых ключей инвертора. В электропривод, содержащий силовой траизис„Я0„„1628125 A 1

2 торный инвертор, выпрямитель, и двигатель, схему управления, датчик тока с устройством гальваниче "кой развязки и схему токоограничения, введены датчики емпературы 29,1 — 29.6, аналоговый коммутатор 72 со схемой управлен я 23, амплитудный лис криминатор 24, усшштель 25, элемент ИЛИ

26, компаратор 27 и =.адатчик температуры 28, Повьпчение надежности достигается путем адантив -oro к температуре транэистс ров иняертора контроля времени токоаграничення с последующим отклю«ением электропривоца от первичного источника электропитания, 2 ил.

16?81?5!!чобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

40 р,lчггичньгх системах электроприволов, 1!ель изобретения †. повьгшение на5 дгжности электропривода путем огравичения времени перегрузки силовых ключей инвертора.

lia фиг.! приведена схема электропривод«, на фиг.2 — временные диаграммы его работы, Электропринод содержит силовые ключи 1.1 — 1,6, включенные по схеме мостового инвертора, нагрузкой которого является электродвигатель, тран- 15 . г1сторный инвертор 2. в состав которого входят транзисторные ключи 1,1—

1.6, силовой выпрямитель 3, генератор переменного напряжения 4 электродвигателя 5; электронные ключи 6.1— б.б, схема управлеггия инвертором

7, IlxoJI которой является управляющим входом электропривода, датчик тока 8, г нератор прямоугольньгх импульсов 9, учг л г«льванической развязки 10, точ- 25 ный вьгпрямитель 11, первый сглаживающий фильтр 12, первый компаратор 13, второй сглаживающий фильтр 14, задатчик уровня ограничения тока 15 эад«тчик времени lб, нуль-орган 17, ин- 30 негр«тор со сбросом 18, сумматор 19, в- рой компаратор 20, размыкатель

21, «налоговый коммутатор 22, схема у; павлония аналоговым коммутатором

23, «н«логовый дискриминатор 24, усилитель 25, члемент ИЛИ 26, третий комп«ратор 27, датчики темпераróðbI 29.1...,,29,6 расположенные нспосредственно на силовых ключах

1.i,...,l.Ü, Электропривод работает следующим образом, Работа электропривода при норм«льной работе системы транзисторный инвертор 2 — выпрямитель 3 — трехфаз- 45 нь1й генератор переменного напряжения 4, а т«кже при аварийной ситуаггии в работе электродвигателя 5, т.е, при коротком замыкании фаз электро-!

IIlèãателя 5 или при замыкании одной 50 г|ли нескольких фаз электродвигателя на шину минус вьгпрямителя 3 при темпер«туре силовых транзисторных кличей 1.1-1 ° 6 к моменту возникновения аварийной ситу«ции 0,3-0,4 от

55 м.п.сггмально допустимой для силового транчисторного ключа, полностью сои гветствует работе устройства-прото- т гпа, Продолжительное (более 3-5 г до момента срабатывания устрс йства ограничения времени работы устройства токоограничения) протекание через силовые транзисторные ключи 1,1-1,6 транзисторного инвертора 2 тока ограничения, имеющего обычно величину

0,7-0,9 от максимально допустимой величины тока транзисторного инвертора 2, с частотой коммутации равной частоте антоколебаний в контуре ограничения тока гпримерно 2000 Гц, приводит к сильному разогреву сило«ых транзисторов в силовых транзисторных ключах 1,1-1 ° 6. гсли температура силовых транзисторов к моменту возникновения данной ситуации составляла 0,6-0,9 от максимально возможной для силового транзисторного клича, что возможно при длительнг>й работе электроириггода с максимальной нагрузкой, произойдет тепловой пробой транзисторов в силовом транзисторном ключе.

Для анализа температуры силовых транзисторных ключей 1.I — 1.6 и порционального уменьшения времени работы устройства токоограничения в аварийных ситуациях в электропривод переменного тока введены шгcTh датчиков температуры 29,1-?9.6, которые располагаются непосредственно на ка:кдом из шести силовом тр, нзисторном ключе 1.1-1.6, аналоговый коммутатор 22, амплитудный дискриминатор

24, схема направления 23, усилитель

25, При температуре силового транзисторного клича, составлякгщей 0,2 от максимально допустимой температуры для транзисторов силового треггзисторного ключ:, выставляется максимальное время срабатывания устройства ограничения времени работы устройства токоограничения, например 1,8? с, задатчиком времени 16 с учетом величины ограничиваемого тока, чадаваемого задатчиком уровня ограничения тока 15, Датчики температуры

29.1-29.6 измеряют температуру каждого силового транзисторного ключа (фиг,2, эпира А), Выходы датчиков температуры соединены с информационными входами аналогового коммутатора 22. Генератор прямоугольных импульсов 9 вырабатывает прямоугольные импульсы высокой частоты, например

1000 Гц (фиг,2, эпира Г), которьн

5 162812

5 6 ча, в результате чего может произойти тепловой пробой силового транзистора в силовом транзисторном ключе I.I—1,6, Для предотвращения данной ситуации в электропривод переменного тока введен контур защиты от перегрева, состоящий из третьего компаратора

27 и задатчика температуры 28, На первыйг вход третьего компаратора 27 поступает через усилитель 25 сигнал с с амплитудного дискриминатора 24, говорящий о температуре силолкгх транзист 1рных ключей 1, 1-1 . 6, На второй вход компаратора 27 поступает напряжение с задатчика температуры 28, определяющее порог срабатывания компаратсра 27, который равняется 0,98 от максимально допустимой температуры силового транзисторного ключа. При превьшгении напряжением с выхода сумматора 25 порога срабатывания компаратора 27, последней, и выпает сигнал через логический элемент !1Л11 на управляющий вход размыкател» ?I (фиг.2, эпюра К)> который отключает выпрямитель 3 от трехфазного генератора переменного напряжения

Таким образом, повышение надежности эг1ектропривода переменного тока при срабатывании устройства токоограничеиия и температуре силовых транзисторных ключей в момент срабатывания устройства токоограничения

0>5-G,9 от максимально допустимой для силового транзисторного ключа осуществляется за счет уменьшения времени срабатывания ус-.ройств"r ограничения времени работы устрсйстг-.; токоограничения пропорционально увеличению температуры силовых транзисторньг ключей.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий электродвигатель, подключенный выводами обмотки якоря к выходу мостового ключевого инвертора, управляющие входы которого через преобразуются схемой управления 23 в импу rbcû двоичного кода упрàrëåния аналоговым коммутатором 22 (выходы

1 2, 3 фиг.2, эпюры 3> Г, Д )и им пульсы "Сброс" (фиг,2> зпгора Е) на выходе 4 для управления аналоговым дискриминатором 24. По сигналам с управляющих выходов 1, 2, 3 схемы управления 23, аналоговый коммутатор

22 поочередно соединяет со входом амплитудного дискриминатора ?4 каждый иэ выходов датчиков температуры 29,129.6 (фиг.2, эпюра Ж). Амплитудный дискриминатор 24 определяет и запоминает наибольшую амплитуду сигнала, поступающего с датчиков температуры

29,1-?9.6 и соответствующую наибольureA температуре силового транзисторного ключа в данный цикл опроса

Г

1 фиг, 2, эпюра 3) . Ilo сигналу схемь, управления 23 "Сброс", поступ".þùåму на управляющий вход амплитудного дискриминатора 24, тот обнуляет. я и цикл опроса датчиков повторяется сно- 25 ва. Напряжение с выхода аналогового дискриминатора 24 через усилитель 25 подается на третий вход сумматора

19, где вычитается из напряжения начальной уставки, определяющей макси- 30 мальное время работы устройства токоограничения, уменьшая порог срабатывания компаратора 20 (фиг.?, эпюра И).

В результате этого гремя срабатывания устройства ограничения времени работы устройства токоограничения сниснижается пропорционально увеличению температуры силоггых транзисторных ключей 1,1-1.6, что исключает выход и из строя силОВых транзисторных ключей 40

1,1-1,6 в результате теплового пробоя при срабатывании устройства токоограничения, если температура силовых транзисторных ключей к моменту срабаТЫВания устройства токоограничег.яя 45 составляла 0,5...0,9 от максимально допустимой для силового транзисторного ключа.

При длительной работе электропривода переменного тока с нагруженным 50 электродвигателем, без аварийных ситуаций, с током. меньшим тока ограничения, т.е. с током, меньшим уровня ограничения тока устройством токоограничения, может произойти посте- 55 пенный разогрев транзисторов в силовых транзисторных ключах 1.1-1.6 до температуры выше макси ально допустимой для силового транзисторного клюэлектронные ключи, своими управляющими входами подключенные к выходу первого компаратора, связаны с соответствующими выходами блока управления инвертором, вход которого использован как управляющий вход электропривода, выпрямитель, вход которого через размыкатель соединен с генератором переменного напряжения, а вы1628125 ход через датчик тока соединен с силовым входом инвертора, первый вход

1 первогс компаратора через первый сглаживающий фильтр и. точный выпрямитель подключен к выходу узла галь5 панической развязки, информационный вход которого соединен с датчиком тока, а опорный — с выходом генератора прямоугольньм импульсов, второй вход первого компаратора соединен с вьмодом задатчика ограничения тока, а выход через второй сглаживающий фильтр соединен с входами нуль-органа и интегратора со сбро- 5 сом соответственно, выход нуль-органа соединен с входом сброса укаэанного интегратора, вьмод которого соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу сумматора, первым входом подключенного к выходу эадатчика уровня ограничения тока, а вторымк выходу эадатчика времени, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью 25 поньппения надежности путем ограничения времени перегрузки силовых ключей инвертора, в него введены датчики температуры, аналоговый коммутатор, схема управления, амплитуд" ный дискриминатор, усилитель, логический элемент ИЛИ, третий компаратор и эадатчик температуры, причем выходы датчиков температуры, расположенньм 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 вьгкоду эадатчика температуры, а выход — к второму входу логического элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго компаратора, а выход - к управляющему входу размыкателя, схема управления соединена входом с выходом генератора прямоугольного импульсов, первым, вторым и третьим выходами — с управляющими входами аналогового коммутатора, а четвертым выходом - с входом сброса амплитудного дискриминатора. джей. ген. лр urn.

B cr/

& - ynp

Е 3

Вюг 8 .4 . ул,Р Фбчг / .Ьг.Ъу

A o nc7+

ГР

Составитель С.Коняхин

Техред J1,0 ø3èûê Корректор И. Кучерявая

Редактор В.Ковтун

Заказ 345 Тираж 376 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул ° Гагарина, 101