本发明专利技术公开了一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置，包括开关单元、IGBT驱动单元、短路保护单元和用于控制多个IGBT驱动单元同步工作的DSP控制单元，开关单元的输入端连接交流电源、输出端连接到电机的输入端，DSP控制单元与IGBT驱动单元相互连接，短路保护单元的输出端通过IGBT驱动单元与DSP控制单元的输入端连接；开关单元包括多个N沟道IGBT，每个N沟道IGBT外接一个短路保护单元，两个N沟道IGBT的源极串联形成共源极的双N沟道IGBT，双N沟道IGBT相互并联形成的开关单元作为电机主回路的通断开关，双N沟道IGBT的栅极共同外接到IGBT驱动单元的输出端，两短路保护单元的输出端分别连接到IGBT驱动单元的输入端。出端分别连接到IGBT驱动单元的输入端。出端分别连接到IGBT驱动单元的输入端。
【技术实现步骤摘要】
一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置
[0001]本专利技术涉及电机继电保护
，尤其涉及一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置。
技术介绍
[0002]对于电机电力系统来讲，其系统安全需要依赖继电保护系统以及继电保护装置的保障。当电力系统内部的电动机出现故障时，可能会对电力系统的整体安全造成影响，继电保护装置就会通过报警，或者发出指令将电机回路断开，来对危险故障进行化解。
[0003]随着电机电机在各个行业的应用，特别是在一些重要的例如某些军工使用场合，对电机继电保护动作时间要求原来越高，对于继电保护动作装置的使用寿命和维护要求也越来越高。
[0004]目前常用的电机继电保护装置采样的方式主要有三种，第一种是直接使用带过载、缺相、短路的断路器；第二种是智能继电保护装置，包含电压、电流检测模块，控制单元和继电器单元，其工作原理是控制单元检测外部电压、电流信号，通过数据处理器运算判断故障，发送指令给PWM驱动电路和IGBT，控制继电器或接触器线圈通断；第三种是基于DSP和晶闸管的智能电机继电保护及调速系统，所描述的用晶闸管及晶闸管驱动电路作为主回路的分断、吸合开关。
[0005]以上继电保护装置的主回路开关是利用继电器或者断路器或者晶闸管；对于频繁启动场合的继电保护装置，继电器或断路器在分断过程中容易产生电弧，影响触点寿命，随着使用时间增长，执行机构容易老化，可能造成器件失效；晶闸管的关断存在延时，在驱动器接收到关断命令时，回路电流过零点时，晶闸管关断，恶劣情况下电流可能会持续半个周波，不能及时对系统形成保护。因此均不能对电机起到很好的继电保护作用。
技术实现思路
[0006]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置，N沟道IGBT作为电机主回路的通断开关，缩短了故障响应时间，同时N沟道IGBT工作时不产生电弧，提高了N沟道IGBT的使用寿命。
[0007]本专利技术提出的一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置，包括开关单元、IGBT驱动单元、短路保护单元和用于控制多个IGBT驱动单元同步工作的DSP控制单元，开关单元的输入端连接交流电源、输出端连接到电机的输入端，DSP控制单元与IGBT驱动单元相互连接，短路保护单元通过IGBT驱动单元与DSP控制单元连接；开关单元包括多个N沟道IGBT，每个N沟道IGBT外接一个短路保护单元，两个N沟道IGBT的源极串联形成共源极的双N沟道IGBT，双N沟道IGBT相互并联形成的开关单元作为电机主回路的通断开关，双N沟道IGBT的栅极共同外接到IGBT驱动单元的输出端，两短路保护单元的输出端分别连接到IGBT驱动单元的输入端。
[0008]进一步地，所述IGBT驱动单元包括故障锁存封锁单元和两个隔离驱动电路，故障
锁存封锁单元的输入端与短路保护单元的输出端连接、输出端与DSP控制单元的输入端连接，两隔离驱动电路的输出端分别与双N沟道IGBT中N沟道IGBT的栅极连接，两隔离驱动电路的输入端分别与DSP控制单元的EPWM信号输出端连接。
[0009]进一步地，所述保护电路包括比较器CMP1、反相器Nor1、三极管Qa、电容C1、第一电流源和第二电流源，比较器CMP1的正脚输入端分别与第一电流源的输出端、电容C1的一端、N沟道IGBT的漏极连接，比较器CMP1的负脚是入端分别与第二电流源的输出端、N沟道IGBT的发射极连接，比较器CMP1的输出端与故障锁存封锁单元的输入端连接，反相器Nor1的正极端与N沟道IGBT的栅极连接、负极端与三极管Qa的栅极连接，三极管Qa的漏极连接到比较器CMP1的正脚输入端上、源极接地。
[0010]进一步地，所述保护电路还包括电阻R1、电阻R2、二极管D1、稳压二极管Z1，第二电流源的输出端通过电阻R2连接到N沟道IGBT的发射极上，电阻R1的一端与比较器CMP1的正脚连接、另一端依次连接二极管D1、稳压二极管Z1后连接到N沟道IGBT的漏极上。
[0011]进一步地，所述隔离驱动电路包括驱动光耦和限流电阻R10，驱动光耦的输入端通过限流电阻R10连接到DSP控制单元的EPWM信号输出端、输出端连接到N沟道IGBT的栅极连接。
[0012]进一步地，所述DSP控制单元包括数字信号处理器、用于检测电机输入端三相电流的电流传感器、用于检测电机输入端三相电压的电压传感器、用于检测电机运行温度的第一温度传感器和用于检测IGBT驱动单元运行温度的第二温度传感器；
[0013]电流传感器的输出端和电压传感器的输出端分别与数字信号处理器的A/D接口连接，第一温度传感器的输出端与数字信号处理器的T
‑
M接口连接，第二温度传感器与数字信号处理器的T
‑
NTC接口连接，数字信号处理器的输入端与故障锁存封锁单元的输出端连接。
[0014]进一步地，所述多个N沟道IGBT分别为晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4、晶体管Q5和晶体管Q6，晶体管Q1与晶体管Q2共源极串联，晶体管Q3与晶体管Q4共源极串联，晶体管Q5与晶体管Q6共源极串联，晶体管Q1的漏极、晶体管Q3的漏极、晶体管Q3的漏极分别连接控制电机的变频器的输出端，晶体管Q2的漏极、晶体管Q4的漏极、晶体管Q6的漏极分别连接到电机的输入端。
[0015]本专利技术提供的一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置的优点在于：本专利技术结构中提供的一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置，通过所形成双N沟道IGBT作为电机主回路的通断开关，大大提高了继电保护的响应时间，改善了传统电机继电保护中延迟响应的缺陷。同时使用N沟道IGBT作为电机主回路的通断开关，其使用寿命远远大于传统中使用的接触器或继电器；短路保护单元的设置，在整个系统发生短路故障时，能够及时切断主回路开关，对电机实现有效短路保护；通过DSP控制单元封锁所有PWM的驱动，以确保彻底关闭所有N沟道IGBT关断。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构示意图；
[0017]图2为IGBT驱动单元和短路保护单元的控制框图；
[0018]图3为短路保护单元的电路图；
[0019]图4为隔离驱动电路的电路图；
[0020]图5为DSP控制单元的故障控制示意图；
[0021]其中，1
‑
开关单元，2
‑
IGBT驱动单元，3
‑
短路保护单元，4
‑
电机，5
‑
DSP控制单元。
具体实施方式
[0022]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0023]如图1至5所示，本专利技术提出的一种基于双N沟道本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置，其特征在于，包括开关单元(1)、IGBT驱动单元(2)、短路保护单元(3)和用于控制多个IGBT驱动单元(2)同步工作的DSP控制单元(5)，开关单元(1)的输入端连接交流电源、输出端连接到电机(4)的输入端，DSP控制单元(5)与IGBT驱动单元(2)相互连接，短路保护单元(3)的输出端通过IGBT驱动单元(2)与DSP控制单元(5)的输入端连接；开关单元(1)包括多个N沟道IGBT，每个N沟道IGBT外接一个短路保护单元(3)，两个N沟道IGBT的源极串联形成共源极的双N沟道IGBT，双N沟道IGBT相互并联形成的开关单元(1)作为电机(4)主回路的通断开关，双N沟道IGBT的栅极共同外接到IGBT驱动单元(2)的输出端，两短路保护单元(3)的输出端分别连接到IGBT驱动单元(2)的输入端。2.根据权利要求1所述的基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置，其特征在于，所述IGBT驱动单元(2)包括故障锁存封锁单元和两个隔离驱动电路，故障锁存封锁单元的输入端与短路保护单元(3)的输出端连接、输出端与DSP控制单元(5)的输入端连接，两隔离驱动电路的输出端分别与双N沟道IGBT中N沟道IGBT的栅极连接，两隔离驱动电路的输入端分别与DSP控制单元(5)的EPWM信号输出端连接。3.根据权利要求1所述的基于双N沟道IGBT串联的电机继电保护装置，其特征在于，所述保护电路包括比较器CMP1、反相器Nor1、三极管Qa、电容C1、第一电流源和第二电流源，比较器CMP1的正脚输入端分别与第一电流源的输出端、电容C1的一端、N沟道IGBT的漏极连接，比较器CMP1的负脚是入端分别与第二电流源的输出端、N沟道IGBT的发射极连接，比较器CMP1的输出端与故障锁存封锁单元的输入端连接，反相器Nor1的正极端与N沟道IGBT的栅极连接、负极端与三极管Qa的栅极连接，三极管Qa的漏极连接到比较器CMP1的正脚输入端上、源极接...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱立山，李俊，黄少雄，卢庭，叶学渊，
申请(专利权)人：合肥同智机电控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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