Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений преобразователя частоты

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для ограничения коммутационных перенапряжений в системе преобразователь - двигатель, возникающих, при коммутации тока в фазах двигателя. Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии . На входы блока 15 управления ключами поступают сигналы с блока 6 управления автономным инвертором 3, с датчика 10 состояния тиристора 9 и с блока 29 сравнения сигналов, поступающих с датчика 14 .напряжения конденсатора 11 и с датчика 16 напряжения автономного инвертора 3. Тиристор 9 и блок 13 управления ключами осуществляют согласованно с процессом коммутации тиристоров автономного инвертора 3 поочередное подключение конденсатора 11 к выходу преобразователя 2 частоты для ограничения коммутационных перенапряжений и к входу автономного ин .вертора 3 для возврата накопленной энергии. Первый ключ 17 совместно с четвертым ключом 20 позволяют возвратить энергию коммутационных перенапряжений , накопленную в конденсаторе 11, в преобразователь 2 частоты в двигательном режиме. Второй ключ 18 и третий ключ 19 выполняют аналогичную функцию в режиме частотного торможения . 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дд 4 Н 02 Н 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3777350/24-07 (22) 26.07.84 (46) 23.07,86. Бюл. № 27 (71) Отдел энергетической кибернетики АН МССР (72) Ю.М.Мануковский (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) Толстов Ю,Г., Наталкин А.В.

Тиристорные преобразователи частоты для мощного асинхронного электропривода. Электротехника, ¹ 12 1972, с. 19-21, рис. 1.

Авторское свидетельство СССР

¹ 811394, кл. Н 02 H 7/10, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для ограничения коммутационных перенапряжений в системе преобразователь — двигатель, возникающих.при коммутации тока в фазах двигателя. Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии. На входы блока 15 управле„„SU„„1 422 1 ния ключами поступают сигналы с блока 6 управления автономным инвертором 3, с датчика 10 состояния тиристора 9 и с блока 29 сравнения сигналов, поступающих с датчика 14 .напряжения конденсатора 11 и с датчика 16 напряжения автономного инвертора 3. Тиристор 9 и блок 15 управления ключами осуществляют согласованно с процессом коммутации тиристоров автономного инвертора 3 поочередное подключение конденсатора 11 к выходу преобразователя 2 частоты для ограничения коммутационных перенапряжений и к входу автономного инвертора 3 для возврата накопленной энергии; Первый ключ 17 совместно с

Э четвертым ключом 20 позволяют возвратить энергию коммутационных перенапряжений, накопленную в конденсаторе.

11, в преобразователь 2 частоты в двигательном режиме. Второй ключ 18 и третий ключ 19 выполняют аналогичную функцию в режиме частотного торможения. 1 ил.! ) - O) у сТ Ойс гва От!!Осится i(эпектратех "

- "1!

ПIKp- т предназна JC!! o для огра!!Ичени» коммутационных пер е напр ттжснии в .скс теме преабрязоватслт,— двигатель, )с,— никающих при коммутат!ии така в фазах двигателя. !!ел«ыо изобретения является уменьщение потерь электроэттергии.

На чертеже предс,тавлена функциа-.

10 напьная схема устроиства. !!а схеме изображено устройство 1 защиты от коммутационных перенапряжений преобразователя ? частоты. включа!ощега автономный инвертор 3 с положи-тельным входом 4 и атркцатепьным вхо" дам 5 б!ок 6 упр(т3псния автономны!! кнвертаром и Н3гj3 )i(«i 7.

Устройство, содержит выпрямитель-ный мост 8, ткристор 9, датчик 10 сос-.21 таяния тиристора, конденсатор 11 с положите,пьным зажимом 12 иотрицатель— ным з ажкмом 13, датчик 14 напряжения канде«!сатора l 1, блок 15 управ-«енкя кт«!(тчам11) датчи1(1 6 напряжения авт 0 ;))) намного !1нверто!3а 3, ключи 17, 18, 19 и 20 с соответствующими входами

21 „ZZ, 23, 24 и вьг<адами 25, 26, 27,)

28, элемент 29 свая)!ения °

При рабате преабразоватсля 2 частоты, фармкру!ощего ток в статсре электродвигателя, в момент коммутации та-ка в фазах двигателя воз IHI(BI0T пере-. напряжения, сцязанные с рассеян IcH энергии, накопленной в реактянтах цтз«1гателя .

Изобретение Ограничивает описанные коймутацканны" перенапряжения к работает следующим образом.

llo сиг«t(IJI OT t3пака 6 и!3с!впе;-IFIH Щ блок 15 управ IE!!Ji5i 1(.но=тами работает в двух режимах — цвигатепьном и .H«(— тотнаго торт!Ожет!«!я, Б двигательном режиме. он управляет кп!Очами !7 к 20 а ь тО;3мазнОМ )режи(!!о та !я 18 H

3 ДВИ1 атЕЛ1,1.ОМ РЕжиМЕ и КСХО))ПОЬ:

cocToJIHHH !(!1точи 1 7 H 20, 18 FJ 1 9 замкнуты. Блок 6 упраB«eIJI«J. иыраб3атывает кмпупьсы уг!равпенкя тириста 3амк

FIHJJBpTop)3. . !i . :!Омент кам". !3"I ад!!«! си1 .х

) „„„„„„„„ !Q

p0Fi1JO С ПЕ13т- .т(31)ОЧГНИЕМ THpHÑ "OpOH а! тонамн01 О итIвер Ора 3 вкпючаcTc«1 тк ркстор 9, падк.ночая J(o«Iqe«!caTo;.3 11 через выг!рямитепь«!ьтй МОст 8 к выхОду автономного инвертора 3, Конденсатор

11 начинает заряжаться, в результате

УРОВЕНЬ КОММУтаЦИОННЫХ ПЕРЕнаП!3«тэ!(Ений сt!H>I;aeтся. ) 2

З ! о мере заряда ко; де!IcBтора, 1 ток

1 заряда умен«)!лается, к при достижении

:ti I ó тя тиркстар 9 закрывается. Датчк:: 10 состс)яния подает на блок 15 упр:вления ключами сигнал а прекращен и така в цепи заряца конденсатора 1 1„ Тогда блок 15 управления ключа>JH E ÜI!Jt1Cc T СИГНаЛ На УПРаВЛЯЮЩИЕ ВХОды ключей 17 и 20 на их переключение.

Ь результате зажимы 12-13 конденсатора 11 окязыьаются соединенными соответственно с входами 4 и 5 автономного инвс:ртара 3 что создает цепь разряда для конденсатаpQ. 11, т?азряд конденсатора 11 происходит да тех пор, пока напряжс.т;ие на его обкладках станет равным напряжени!о HB входе автономнога и:нвертара 3. Этот момент равенства «апряжесдкй ре.-истркруется в элементе ?9 сравнения по пркходу сигналов ат датчиков 14 напряжения на конденсаторе 11 и 16 напряжения автономного ингертора 3, после чего блок 15 управления кл:очами выдае" сигнал на упг а впя!ощие входы кл:.очей 1 7 к 20, раз- ьп(ающий эти ключи. В результате цепь разряда конденсатора остается разомкнутой, Г!ри 1!аступпени.-! нового коммутационнога этапа процесс повторяется. !

1,-гя обес вЂ,.ечения возможности возврата =-»íåðãèè коммутапиопных перенапря«<ений, запасенной ь конденсаторе

11 при =астотном торможении двигателя, нсосхадимо кзменкть соединение попожитеттьного зажкма 12 и отрицатег!ьного зажима 3 ка«1де«!сатара 1

4 тепьнь!м зходGM 5 автономного инвертора 3 вгкду того, что полярность напряжения «а входах - и 5 автономного инверто!3а 3 изменяется на г!ротивопоп(3ж!т у!о.

В ретт(11!!е часто:.-ного торможения

HpJ,:!)тагаемае устройство 1 защиты рабОта = т 11)1аттОГично Описанному двига тельному режиму, только с момента преп(ращения тока и цепи зарядя концен татара 11 блок 15 управления клю--«ам«i направляет с ггналы переключения

:!а у.травляю«гке входы ключей 18 и I 9, при этом ключи замыкаются и соединяют

t<)sIt31(ктеттьны!1 зажим 12 и атркцатель-!

1ый .1аоким 13 конденсатора 11 соответстве.тна с от!Зицательным входом 5 и попажительньм входом 4 автономного инвертора 3.

Быпрямитепьныи мост 8 собран на диодах 8200. В качестве тиристора

Составитель О,Мещерякова

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Редактор A.Ворович

Заказ 4014/49 Тираж 6 12 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12462

9 и ключей 17 -20 использован тиристор марки ТД63. Конденсатор 11 является электролитическим и собран из четырех конденсаторов К-50-3 по последовательно-параллельной eхеме. 5

Датчики состояния 10 и напряжения 14 на конденсаторе 11 и 16 напряжения автономного инвертора 3 представляют собой делители напряжения, собранные

I на резисторах KIT. Блок 15 управления 10 ключами собран на пяти микросхемах типа К153УД2.

Введенные четвертый ключ совместно с первым ключом позволяют возвратить энергию коммутационных перенап- f5 ряжений, накопленную в конденсаторе, в преобразователь частоты. Введенные второй и третий ключи выполяют аналогичную функцию .в режиме частотного торможения ° 20

Благодаря тому, что тиристор и блок управления ключами осуществляют согласованно с процессом коммутации тиристоров автономного инвертора поочередное подключение конденсатора к 2S выходу преобразователя частоты для ограничения коммутационных перенапряжений и к входу автономного инвертора для возврата накопленной энергии, устройство защиты может работать в широком диапазоне частот преобразова- теля частоты.

Формула изобретения

Устройство для защиты от коммута35 ционных перенапряжений преобразователя частоты, включающего в себя автономный инвертор с блоком управления, содержащее выпрямительный мост, к зажимам постоянного тока которого через4

32 4 с последователь о соединенные тнрнстор и датчик состояния тиристора подключен конденсатор, положительный зажим которого соединен с входом первого ключа датчик напряжения конденсатора, блок управления ключами, вход сигнала включения ключей которого подключен к выходу датчика состояния тиристора, а управляющий электрод тиристора предназначен для подключения к выходу блока управления автономным инвертором, о-т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь электроэнергии, оно снабжено вторым, третьим и четвертым ключами, элементом сравнения и датчиком напряжения автономного инвертора, причем выход датчика напряжения конденсатора и выход датчика напряжения автономного инвертора подключены к соответствующим входам элемента сравнения, выход которого подключен к входу сигнала выключения ключей блока управленияклюЬ чами,вход сигнала выбора режима рабо— ты блока управления ключами предназначен для подключения к выходу блока управления автономныминвертором, при этом управляющие входы второго, третьего и четвертого ключей подключены к выходу блока управления ключами, входы первого и второго ключей соединены вместе, входы третьего и четвертого ключей подключены к отрицательному зажиму конденсатора, выходы первого и третьего, второго и четвертого ключей соединены попарно и предназначены для подключения соответственно к положительному и отрицательному входным выводам автономного инвертора.