SU1185483A1 - Способ защиты от перенапр жений преобразовател частоты с звеном посто нного тока,нагруженного на асинхронный двигатель,и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ защиты от перенапр жений преобразовател  частоты со звеном посто нного тока, нагруженного на асинхронный двигатель, основанный на измерении контролируемого параметра, преобразовании измеренного сигнала, сравнении его с уставкой и формировании сигнала отключени  преобразовател  при равенстве контролируемого параметра и уставки, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  быстродействи  срабатывани  защиты при аварийном переходе асинхронного двигател  в генераторный режим, вызванном неисправностью системы управлени  преобразовател , в качестве контролируемого параметра используют частоту тока ротора. 2. Устройство дл  защиты от перенапр жений преобразовател  частоты со звеном посто нного тока, нагруженного на асинхронный двигатель, содержащее блок уставки , выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход блока сравнени  через согласующий усилитель соединен с входом отключающего элемента, формирователь частоты тока статора, вход которого соединен с системой управлени  преобразовател , выход последней соединен с управл ющим входом преобразовател , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  срабатывани  защиты при аварийном переходе асинхронного двигател  в генераторный режим, вызванном неисправностью системы управлени  преобразовател  дополнительно введены импульсный датчик частоты вращени  ротора, соединенный с валом асинхронного двигател , дискретный вычитатель частоты, преобразователь частота - напр жение, при этом первый вход дискретного вычитател  частоты соединен с выходом датчика частоты вращени  ротора, а второй - с выходом формировател  частоты тока статора, выход дискретного вычитател  частоты соединен с входом преобразовател  частота - напр жение, выход которого соединен с вторым входом блока сравнени .

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты преобразовател  со звеном посто нного тока, нагруженного на асинхронный двигатель, в частности дл  защиты преобразовател  электроподвижного состава с асинхронными т говыми двигател ми.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  срабатывани  защиты при аварийном переходе асинхронного двигател  в генераторный режим, вызванном неисправностью системы управлени  преобразовател .

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Т говый двигатель 1 питаетс  от контактной сети через преобразователь частоты 2 со звеном посто нного тока. Преобразователь 2 соединен с контактной сетью через отключающий элемент 3. Частота тока статора двигател  однозначно определ етс  регул тором частоты, вход щим в состав системы управлени  преобразовател  4, и формируетс  на выходе формировател  частоты тока статора 5.

На валу т гового двигател  установлен импульсный датчик частоты вращени  6, сигнал с выхода которого определ ет частоту вращени  ротора двигател  щ. На вход дискретного вычитател  частоты (ДВЧ) , поступает сигнал fi с выхода формировател  частоты тока статора 5 и от датчика частоты вращени  6. На выходе ДВЧ получаетс  разностный сигнал fj-f, который преобразуетс  в аналоговый сигнал в преобразователе частота-напр жение (ЧН) 8, и поступает в блок сравнени  9, где сравниваетс  с напр жением уставки, формируемым на выходе блока уставки 10. Сигнал блока сравнени  через согласующий усилитель 11 поступает на отключающий, элемент 3.

При питании от контактной сети переменного тока преобразователь частоты, например , может включать трансформатор, выпр митель с односторонней проводимостью , фильтри инвертор.

Формирователь частоты тока статора соедин етс  с выходом регул тора частоты, вход щего в состав системы управлени  преобразовател , и может быть выполнен, например, как элемент усилени  с гальванической разв зкой.

Сравнивающий блок может быть выполнен в виде компаратора на операционном усилителе, в качестве отключающего элемента может быть использован главный выключатель электровоза.

Имп льсный датчик включает диск с прорез ми (отверсти ми) и переключатель. Переключатель может быть построен на основе пары светодиод - фотодиод. Выход фотодиода соединен с входом компаратора, выход компаратора - с входом усилител . При вращении диска и смене проход щих мимо фотодиода зубьев и впадин диска на

выходе усилител  формируетс  импульсный сигнал.

Дискретный вычитатель частоты может включать, например, триггер, ждущий мультивибратор и элемент ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, причем сигналы частоты тока статора и частоты вращени  ротора поступают на входы триггера, один из выходов триггера соединен с входом ждущего мультивибратора , выход ждущего мультивибратора соединен с первым входом ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ, на второй вход которого поступает сигнал больщей частоты (сигнал частоты тока статора), выход элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ  вл етс  выходом ДВЧ. Последний в импульсной форме определ ет разницу частоты тока статора и частоты вращени  ротора, т. е. частоту тока ротора f2 fi-ft. При fiB f 1 сигнал на вьгход ДВЧ не проходит.

Преобразователь ЧН может быть построен как устройство с калиброванным импульсом и включает ждущий мультивибратор и фильтр низких частот, причем выход ждущего мультивибратора соединен с входом фильтра низких частот (ФНЧ), а выход ФНЧ  вл етс  выходом преобразовател  ЧН. 5 Напр жение на выходе преобразовател  ЧН пропорционально частоте, поступающей на его вход.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме - режиме т ги система управлени  поддерживает частоту тока статора больще частоты тока ротора, обеспечива  стабилизацию частоты тока ротора. Напр жение на выходе преобразовател  ЧН 8, пропорциональное формируемой на выходе ДВЧ 7 разностной частоте fi - „,, больще напр жени  уставки. Сигнал на выходе блока сравнени  9 равен нулю, срабатывани  отключающего элемента не происходит .

В аварийном режиме из-за неисправности системы управлени  преобразовател  не обеспечиваетс  стабилизаци  частоты тока ротора. Частота тока ротора уменьщаетс , становитс  равной нулю и мен ет знак. При этом напр жение на выходе преобразовател  8 уменьщаетс  и становитс  равным нулю при Гц, fb Соответственно сигнал 5 на выходе блока сравнени  9 становитс  равным единице, происходит усиление сигнала в согласующем усилителе 11 и срабатывание отключающего элемента 3.

Таким образом, срабатывание защиты не  вл етс  как обычно реакцией на возникновение перенапр жени . Защита сраба тывает заранее и перенапр жени  на элементах преобразовател  в рзсматриваемых режимах вообще не возникает.

Таким образом, перенапр жени  на эле5 ментах преобразовател , возникающие при самопроизвольном переходе двигателей в режим рекуперативного торможени , привод т к выходу из стро  элементов преобразовател . При каждом аварийном рекуперативном режиме на электровозе ВЛ80А-751 выходило из стро  не менее 10 тиристоров ТЛ 200 (стоимость вентил  примерно 40 руб.) Применение предлагаемого устройства исключит возможность возникновени  перенапр жений на элементах преобразовател  при неисправности системы управлени , св занной с указанным аварийным режимом. Каждый случай аварийного перехода двигателей в режим рекуперативного торможени  приводит к срыву графика движени  ведомого электровозом состава и необходимости затрат времени и труда, св занных с ремонтом преобразовател . Применение предлагаемого устройства повышает надежность работы преобразовател .

Вы-ход из стро  элементов преобразовател  мржет быть св зан с большим количеством причин KpoSte неисправности системы управлени  (старение элементов, неисправности цепей коммутации, управлени  тиристоров и т. д.). Поэтому при анализе причин аварии бывает сложно установить неисправность системы управлени , тем более, что в р де случаев работоспособность Системы управлени  к моменту проверки может восстановитьс . Если сигнал с выхода блока сравнени  использовать с целью сигнализации (установив триггер, вход которого св зан с выходом блока сравнени , а выход- с устройством сигнализации), то можно существенно сократить врем  обнаружени  неисправности.

Claims (2)

1. Способ защиты от перенапряжений преобразователя частоты со звеном постоянного тока, нагруженного на асинхронный двигатель, основанный на измерении контролируемого параметра, преобразовании измеренного сигнала, сравнении его с уставкой и формировании сигнала отключения преобразователя при равенстве контролируемого параметра и уставки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия срабатывания защиты при аварийном переходе асинхронного двигателя в генераторный режим, вызванном неисправностью сис темы управления преобразователя, в качестве контролируемого параметра используют частоту тока ротора.

2. Устройство для защиты от перенапряжений преобразователя частоты со звеном постоянного тока, нагруженного на асинхронный двигатель, содержащее блок уставки, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход блока сравнения через согласующий усилитель соединен с входом отключающего элемента, формирователь частоты тока статора, вход которого соединен с системой управления преобразователя, выход последней соединен с управляющим входом преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия срабатывания защиты при аварийном переходе асинхронного двигателя в генераторный режим, вызванном неисправностью системы управления преобразователя дополнительно введены импульсный датчик частоты вращения ротора, соединенный с валом асинхронного двигателя, дискретный вычитатель частоты, преобразователь частота — напряжение, при этом первый вход дискретного вычитателя частоты соединен с выходом датчика частоты вращения ротора, а второй — с выходом формирователя частоты тока статора, выход дискретного вычитателя частоты соединен с входом преобразователя частота — напряжение, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения.