Устройство для защиты от перенапряжений статического преобразователя частоты

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, в звене постоянного тока которого включены катушки сглаживающего реактора, содержащее первые цепочки последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, соединенные с выводами,предназначенными для подключения к фазам на входе и выходе преобразователя, и вторые цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденса±оров, первый вывод каждой из которых предназначен для подключения к первому выводу соответствующей катушки сглаживающего реактора, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и упрощения, вторые выводы вторых цепочек из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов предназначены для подключения к вторым выводам соответствующих катушек сглаживающего реактора. е 00 с:) со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц Н 02 Н 7/12

1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я)(Ь3йд .. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3566297/24-07 (22) 21.03.83 (46) 15.06.84. Бюл. Р 22 (72) В.П. Барабан, С.Г. Забровский, А.Ф. Звягин и Г,Б. Лазарев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики и Производственное объединение

"Таллинский электротехнический завод им. N.È. Калинина" (53) 621.316.925.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 610232, кл. Н 02 Н 7/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 864419, кл. Н 02 Н 7/20, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, в звене постоянного тока которого включены катушки

„„SU„„l090 А сглаживающего реактора, содержащее первые цепочки последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, соединенные с выводами, предназначенными для подключения к фазам на входе и выходе преобразователя, и вторые цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, первый вывод каждой из которых предназначен для подключения к первому выводу соответствующей катушки сглаживающего реактора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью ïîâûшения экономичности и упрощения, вторые выводы вторых цепочек из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов предназначены для подключения к вторым выводам соответствующих катушек сглаживающего реактора.

1СН8()бЗ t0

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты тиристорного преобразователя частоты с явно выраженным звеном постоянного тока.

Известно устройство для защиты преобразователя от перенапряжений, содержащее демпфирующее сопротивление и конденсаторы, включенные на входе и выходе преобразователя в две звезды, между общими точками которых включено указанное сопротивление (13.

Однако при увеличенных значениях собственных емкостей оборудования преобразователя и нагрузки относительно земли, например в случае подсоединения нагрузки к преобразователю через длинный кабель, установленная мощность конденсаторов, необходимая для ограничения перенапряжения относительно земли, оказывается недопустимо большой.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для зашиты от перенапряжений статического преобразователя частоты, в звене постоянного тока которого включены катушки сглаживающего реактора, содержащее первые цепочки последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, соединенные с выводами, предназначенными для подключения к фазам на входе и выходе преобразователя, и вторые цепочки иэ последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, первый вывод каждой из которых предназначен для подключения к первому выводу соответствующей катушки сглаживающего реактора.

В данном устройстве ограничение междуфазных коммутационных перенапряжений и перенапряжений относительно земли осуществляется разными емкостно-омическими цепочками, что позволяет подобрать лх параметры оптимальным образом (23.

Недостатком устройства является необходимость установки четырех дополнительных цепочек и повышенная мощность потерь, выделяющаяся в них от пульсаций напряжения звена постоянного тока преобразователя.

Цель изобретения — повышение экономичности и упрощение.

Цель достигается тем, что в устройстве для защиты от перенапряжений статического преобразователя частоты в звене постоянного тока которого. включены катушки сглаживающего реактора, содержащем первые цепочки последовательно соединенных резисторов

«л конденсаторов, соединенные .с выводами, предназначенными для подключения к фазам на входе и выходе преобраэователя, и вторые цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, первый вывод каждой из которых предназначен для подключения к первому выводу соответствующей катушки сглаживающего реактора, вторые выводы вторых цепочек из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов предназначены для подключения к вторым выводам соответствующих катушек сгла. живающего реактора.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство для защиты преобразователя 1 частоты, состоящего из выпрямителя 2 и инвертора 3, между которыми включены катушки 4 сглаживающего реактора (звено постоянного тока), содержит первые цепочки из последовательно соединенных резисторов 5 и конденсаторов б, включенных в каждую фазу на входе и выходе преобразователя. Параллельно катушкам 4 сглаживающего реактора включены вторые (дополнительные) цепочки из последовательно соединенных резисторов 7 и конденсаторов 8.

Устройство работает следующим образом.

При коммутации вентилей выпрямителя и инвертора за счет наличия в. силовой схеме преобразователя индуктивностей и емкостей развиваются колебательные электромагнитные процессы, сопровождающиеся перенапряжениями. Эти перенапряжения возникают как между фазами на входе и выходе преобразователя, так и на элементах его оборудования и нагрузки относительно земли.

Цепочки последовательно соединенных резисторов 5 и конденсаторов б, включенные на входе и выходе преобразователя, снижают добротность колебательных контуров, процессы в которых приводят к междуфазным перенапряжениям. За счет этого обеспечивается ограничение междуфазных перенапряжений.

Перенапряжения относительно земли возникают при.коммутациях за счет электромагнитных колебательных процессов в контурах, образованных индуктивностями катушек 4 сглаживающего реактора, собственными емкостями оборудования преобразователя 1 и нагрузки относительно земли. Подключение параллельно катушкам сглаживающего реактора цепочек из последовательно соединенных резисторов 7 и конденсаторов 8 также снижает добротность указанных контуров н обеспечивает ограничение перенапряжений относительно земли.

В резисторах помимо потерь от демпфирования колебательных процессов выделяются потери, обусловленные

1098063 E„s пса с„ е „„s р) ) и в 2 в 2 2тл

С хк - (в)

И Z

С Др и (1) Составитель В. Широков

Редактор Л. Авраменко Техред И.Асталош Корректор А. Дзятко

Заказ 4218/43 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в основном токами перезаряда конденсаторов при скачкообразных изменениях выпрямленного напряжения выпрямителя и противо-ЭДС инвертора.

Если по условиям ограничения пере напряжения относительно земли величи на емкости, эквивалентной демпфирующей цепи, равна Ср, то каждый конденсатор 8 должен иметь емкость Сл„ =

=Ср/2, поскольку для процессов относительно земли цепочки из резисторов 10

7 и конденсаторов 8 включены параллельно.

Потери в резисторах 7 от пульсаций выпрямленного напряжения выпрямителя и противо-3T(C инвертора (P) могут 15 быть оценены по соотношению

Е в)псС)2 /Е ° sin/) . 2 тли тли

Ь =2 2 2 С4, Ю +2п „

25 где ш,E, f — число Фаз, амплиту-

B TAB В да линейного напряжения и частота напряжения на входе выпрямителя;

"и Етли, fи число @a3 амплиту да и частота напряжения на выходе инвертора)

/5 — углы управления выпрямителя и .инверто- З5 ра.

После преобразований, с учетом того, что Слр = С„/2, получаем = g t â(ETëB 5 " / в+ и(Ет в пр) Е )С, (г) В устройстве-протитопе установлено четыре дополнительных цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, причем в соответствии со схемой прототипа величина емкости дополнительных цепочек

С = С, так как при цепочки лля o o процессов относительно земли включены параллельно-последовательно.

По отношению к пульсациям напряжения выпрямителя и противо-Эт(С инвертора дополнительные цепочки включены, как следует из схемы устройства-прототипа, попарно последовательно. При такой схеме их включения потери от пульсаций в устройстве прототипа (Р„), могут быть оценены по соотношению

Поскольку в данном случае С„р =Г,, после преобразова ний получим

Таким образом, сравнение потерь, выделяющихся в Я С-цепочках пре лагаемого устройстве соотношение (2), и потерь, выделяющихся в R С-цепочках устройства-прототипа соотношение (4) показывает, что пред- лагаемое устройство является более экономичным (потери в нем меньше в два раза) и в то же время более простым (вместо четырех дополнительных цепочек включены только две)