[发明专利]一种多级可控硅开关及故障检测与报警系统

说明书

本发明公开了一种多级可控硅开关，将多组可控硅在一个散热器上，替代多个单机可控硅开关，控制电动机多级电阻器，减少电动机转子可控硅开关的安装空间，降低投入的费用。同时本发明还公开了一种用于三相电动机的多级可控硅开关及故障检测与报警系统，并引入了对转子电压的检测的故障模型，所述故障模块包括多级可控硅优先级设定和判断、单个可控硅单元误触发判断及单个可控硅单元不触发判断，进一步提高了故障检测的稳定性、可靠性及实时性，做到了不误报，也不漏报。

技术领域

本发明涉及可控硅开关，具体说涉及一种用于对三相交流异步绕线电动机转子进行控制的多级可控硅开关及故障检测与报警系统。

背景技术

可控硅开关作为接触器的替代产品以其优越的性能在设备控制领域已经被广泛应用。

中国专利CN201420171174.X公开了《一种带有智能报警功能的晶闸管开关》，该晶闸管开关包括晶闸管模块、晶闸管过零触发模块、风扇、与风扇电源和风扇相连的温度开关、智能报警模块。智能报警模块、用于判断开关工作是否正常并及时警示。该晶闸管开关可确保系统运行的可靠性，可广泛应用于无功补偿及谐波治理的场合。

中国专利CN200720077343.3公开了《一种晶闸管开关状态监测报警装置》，该装置包括晶闸管端电压取样及隔离电路、信号判别比较电路、报警显示电路，所述的晶闸管端电压取样及隔离电路的输入端并接被监测的晶闸管的两端，输出接至信号判别比较电路，所述的信号判别比较电路的输出接到报警显示电路的输入端，报警显示电路发出监测报警信号。该装置能针对上述控制轧机的控制回路中的门级可关断晶体管因不能及时导通进行准确地报警，能有效地避免因此而引起的轧机电动机常常损坏的缺点，既延长电路中系统的使用寿命，又保证了生产的正常运行。

但上述专利技术都是针对一级可控硅开关的技术，可控硅开关的故障检测都是基于对可控硅两端电压进行检测来判断可控硅是否导通，同时通过与可控硅开关的控制信号进行逻辑判断(控制信号要求可控硅开关闭合时，可控硅是否导通；控制信号要求可控硅开关断开时，可控硅是否断开)，进而判断可控硅开关是否故障。

三相交流异步绕线电动机转子控制主要用于对电动机的转子电阻器进行控制，通常电动机转子电阻器为多段电阻，使用一个可控硅开关控制一级电阻器，因此电动机转子电阻器控制需要多个可控硅开关进行控制，造成安装空间需求较大，费用较高。

另外，由于电动机转子部分的电压和频率是随着电动机的运行速度变化而变化的，理论上电动机转子电压可从0V直到2.5倍电动机转子开路电压甚至更高，因此如果只通过检测可控硅两端电压对可控硅是否导通进行判断，当电动机转子电压小于判断可控硅导通的电压幅值时，上述专利的判断条件就会产生误报警，进而造成判断错误。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种多级可控硅开关，能够实现控制电动机多级电阻器，同时缩减电动机转子可控硅开关的安装空间，进一步降低成本。

本发明的技术方案如下：

一种多级可控硅开关，其特征在于包括n级的可控硅单元，n≥2；

各级所述可控硅单元由2组或3组正反向并联的可控硅构成，且每级的各组正反向并联的可控硅通过星型方式或三角形方式连接，然后再连接于三相线路中；

且各级的可控硅单元安装于同一散热器。

本发明还提供了一种基于上述开关的电动机转子多级控制系统，包括m个级联的多级可控硅开关，其中m≥1，其特征在于各多级所述可控硅开关包括的可控硅单元分别依次串联于电动机转子各电阻器后。

本发明还提供了一种电动机转子多级控制系统可控硅开关故障诊断方法，其特征在于基于多级可控硅开关前端电压与各多级可控硅开关的可控硅单元电压并结合可控硅单元故障判断优先级对单个可控硅故障状态进行诊断。