Способ испытания вентильного преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для определения разбаланса токов вентильного преобразователя , содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, по величине отклонения тока каждой ветви испытуемойгруппы вентилей от среднеарифметического тока всех ветвей этой группы, при испытаниях вентильных преобразователей. Цель изобретения - повышение точности за счет снижения температурной составляющей погрешности. До испытания определяют температуру каждой из параллельно включенных тиристорных ветвей и температуру поступающего на каждую из них хладагента. При поочередном включении тиристорных ветвей измеряют ток, при котором температура каждой ветви и температура хладагента будут равны соответствующим первоначально измеренным значениям. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л)ю G 01 R 19/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835685/21 . (22) 07.06.90(46) 30.04.93. Бюл. ¹ 16 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-производственного обьединения "X3M3" (72) А.M.Äoáðîâ, И.Л.Коляндр, И.В.Кубышкин (56) Гельман М.В. и др. Измерение вентильных токов и их распределения между параллельными. ветвями вентильных преобразователей. — Электротехника, 1976, ¹ 3.

Авторское свидетельство СССР № 815642, кл. G 01 R 19/00, 1981, (54) cIlOGQE испытАния вентильного

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике; а именно к преобразовательной технике, Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для определения разбаланса токов вентильного преобразователя, содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, по величине отклонения тока каждой ветви испытуемой группы вентилей от среднеарифметического тока всех ветвей этой группы, при испытаниях вентильных преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем устранения теплового воздействия,.вызванного перепадом температуры по высоте шкафа и рядом расположенными вентилями. на проверяемую ветвь..

Цель достигается тем, что в известном способе испытания вентильного преобразо„, Ж,, 1812508 А1 и может быть использовано для определения разбаланса токов вентильного преобразователя, содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, по величине отклонения тока каждой ветви испытуемой группы вентилей от среднеарифметического тока всех ветвей этой группы, при испытаниях вентильных преобразователей. Цель изобретения — повышение точности за счет снижения температурной составляющей погрешности. До испытания определяют температуру каждой из параллельно включенных тиристорных ветвей и температуру поступающего на каждую из них хладагента, При поочередном включении тиристорных ветвей измеряют ток, при котором температура каждой ветви и температура хладагента будут равны соответствующим первоначально измеренным значениям. 1 ил., 1 табл. вателя, содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, согласно которому включают преобразователь в работу, измеряют ток через каждый тиристор при поочередном включении их в работу, согласно изобретению ток устанавливают таким образом, чтобы температура на этом участке (или тиристоре) при протекании через него измеряемого тока соответствовала температуре на этом участке (или тиристоре) при параллельной работе, вводят еще одну дополнительную операцию. по установке температуры хладагента, поступающего для охлаждения (тиристора) измеряемой цепи, равной температуре при параллельной работе всех ветвей., Подробно остановимся на анализе известного способа испытания вентильного преобразователя путем измерения прямых

1812508 токов в параллельно соединенных тиристорах, замером падения напряжения на одном из участков ветви, например тиристоре, Рассмотрим для примера работу преобразователя, собранного по наиболее применяемой схеме: 3-х фазной мостовой с и параллельно соединенными тиристорами в плече, в непрерывном режиме.

В этом случае температуру-структуры тиристора 0 любой параллельной ветви можно записать в следующем виде:

0= — Л Î+ Оокр + Оп где ЛΠ— превышение температуры, вызванное протеканием силового тока;

О,кр — температура окружающей среды;

Оп — перегрев воздуха по высоте шкафа . (для нижней параллельной ветви дп = О).:

При этом

ЬВ = R где P .M,K,. — максимальная мощность потерь на тиристоре:

Рт.макс. = (Uo + Йя«тмакс)«т.макс.

«т.мас. — максимальная величина тока через тиристор;

«ном. K

«т.макс = и где «ном — номинальный ток преобразователя;.

К вЂ” коэффициент, учитывающий неравномерность деления тока между параллельно включенными тиристорами плеча;

Оо — пороговое напряжение тиристора в открытом состоянии;

Rg — дифференциальное сопротивление тиристора s открытом состоянии;

Rrg- установившееся тепловое сопротивление структура-охлаждающая среда;

« т = Йт.ст.-к + Rr.к.-о + Вт.охл

RT.ñò.-к — установившееся тепловое сопротивление структура-корпуса, RT. .-о — установившееся тепловое со: противление контакта тиристор-охладитель;

R .охп — установившееся тепловое сопротивление охладителя.

Из литературных источников известно, что параметры вольт-амперной характеристики Uo u Rg являются линейно зависимыми от температуры структуры, причем «)о с ростом температуры падает, à R< увеличивается, т.е.

Оо(9.- а1 0+ а2, (а2, аз, а4 > 0; a1 < О) Rq(0)= az О+ а4

Предположим, что по одной из параллельных ветвей плеча протекает ток «T. K, =

-I1 (пульсации выпрямленного тока не учитываем), а температура структуры тиристора, принадлежащего к этой ветви, составляет 01.

Тогда, пользуясь (1), находим ток «1, вы10 зывающий температуру

Ë01 = 01 Оокр 0п

-uî(01)+

2Rg (01 ) (2) падение напряжения на тиристоре «.)т1(01) будет иметь вид:

U,1(01 ) = Оо(01)+ Rg(01)«1..

При работе одной параллели (в соответ25 ствии с методом, когда измеряется ток через каждый тиристор при поочередном включении их в работу, устанавливаемый таким образом, чтобы среднее падение напряжения на этом тиристоре при протекании че30 рез него измеряемого тока соответствовало среднему падению напряжения на параллельно соединенных тиристорах) Оп = О.

Посмотрим, какой ток «2 надо взять, чтобы падение напряжения на тиристоре Ur2(02)

35 бЫЛО раВНЫМ От1(01), В ЭТОМ СЛуЧаЕ

02--692 + Оокр., «- т2 (О2) = Uo(02) + Rg(02) «2, Rò,Z (3) A02—

Откуда, с учетом того, что

Uo(02) = а1 О2+ аг, Rя,(%) = аз % + а4, Из (3) находим

3 0«+ R a2 «2 + R z a4 «2 (4)

3 — RT a1 «2 — Вт аЗ «2

Используя (4), находим U>2(02);

Ux2(02) = 3 (5)

3 — Rtg а1«г — Вт аз«22

И, наконец, пользуясь условием равенства падений напряжений, можно записать квадратное уравнение, решив которое, определяем искомый ток «2, который вызывает то же падение напряжения, что и ток «1:

Вт а30т1(0т)«2 + (3Вц(Оокр) +

+ Вт а10т1(01))«2+3(«)о(Оокр) — «.)т1(01)) = 0 (6) 1812508

Откуда:

)ЗЯД бокР +Ят а10т1 01 )+ ЗЯ 8 -1-Я са Ц

2 R Z аЗ U

Испытуемый преобразователь имеет охлаждающее устройство 17, а на проведение испытаний устанавливается устройство

18 установки величины температуры потока хладагента, Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Включая выключатель 2 и охлаждающее устройство 17, испытуемый преобразователь вводят в работу. Измеряют и запоминают температуру на вентильных ветвях 5-10 и температуру поступающего на них хладагента, Затем исключают все параллельные вентильные ветви, кроме одной, например оставили вентильную ветвь 11. Формируют в ней запомненную температуру тиристора путем изменения нагрузки и температуру хладагента путем регулировки температуры устройства 18 таким образом, чтобы температура тиристора в вентильной ветви 11 и температура хлэдагента были такими же,.

20 как и при работе всех параллельных ветвей, Измеряют ток через шунт 14 на клеммах 15 и 16.

Указанную операцию проводят и для вентильных ветвей 12 и 13. Измеренный ток на шунте 14 дает информацию о делении тока в параллельных вентильных ветвях 11, 25

12 и 13.

Установка температуры вентильной ветви и установка температуры хлэдагента позволяют при довольно простых операциях значительно повысить точность испытания вентильного преобразователя,. сократить время для разработки приемлемой конструкции ошиновки вентильного преобразователя, 30

Формула изобретения

Способ испытания вентильного преобразователя путем последовательного изме40 рения прямых токов в каждой из параллельно соединенных тиристорных ветвей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет снижения температурной составляющей погрешности, измерение тока через каждый тиристор проводят при температуре тиристорной ветви и температуре поступающего на него хладагента, соответствующих температуре тиристорной ветви и температуре поступающего на него хладагента при параллельно включенных тиристорных ветвях, 50

Для иллюстрации приведенных выше рассуждений в таблице приводятся данные расчета токов 11, )2. относительной погрешН ОСТИ Л вЂ” 100% П Р И С1,хр

11 )2

11

= Йжр.норм; 40 С, 8П = 0 — 20 С (величиной 01 задаемся) при комплектовании преобразователя тиристорами типа Т173-1600 в сборе с охладителями типа 0173, скорости воздуха в межреберном пространстве 6 м/с, величинах a1 — а4. найденным с помощью предельных анодных характеристик в открытом состоянии.

Данные для расчета; а1 = — 0,00349 В/ С; а2 = 1,49625 В; аз.= 0,00000124 Ом/ С; а4 =

=0,000132 Ом;

Rt.ст.-к = 0,011; С/Вт, R . .-о = 0,005 С/Вт:

Вт.охл. = 0,045 С/Вт.

Как видно из приведенной таблицы, относительная погрешность рассмотренного метода определения распределения токов пб параллельным ветвям:

1) уменьшается при увеличении номинального тока преобразователя, при котором производится эксперимент (косвенно

01);

2) увеличивается с ростом величины перегрева воздуха по высоте шкафа О, Например, при 01 = 75 С при изменении

Ят от 0 до 20 С относительная погрешность составляет 0 — 99,67%.

Приведенный расчет позволяет сделать вывод, что, применяя предложенный метод контроля, можно достичь максимальной степени точности измерения прямых токов в параллельно соединенных тиристорах при испытании вентильного преобразователя:

На чертеже приведена электрическая схема испытательной установки, В состав установки входят: питающая сеть 1, выключатель 2 трехполюсный, испытуемый преобразователь 3, нагрузка 4.

Испытуемый преобразователь 3 содержит группы 5-10 параллельно соединенных ветвей, каждая иэ которых, в свою очередь, содержит, например, три параллельно включенные вентильные ветви 11-13 с тиристорами, Шунт 14 имеет выводы 15 и 16. — 12 Ra U 0Ä U д — U О

1812508 а - 75 С

О> - !оо с

0„, с!

О !5

1 ° 14725

1,2345

1>06

0,гг5

1456 1323 ° 7 1152,3 1009,4 860>9

0,287

2393>4 2290,8 2186 2078,3 1967,6 1826,1

0,256 !

707,3 1583>7

705,9 543 7

934 ° 8

7>43

1,8.

99, 67

t673,6 1504,5 131S,7 1102,2 1152>3

1>97 5 964 1673 О

682,5

20, 72

38! ° 3

45>98

52(4) 2393,1 2278,4 2154,5 2020,2 1873,7 1827 t

8 >2 0 0 54 1 44 2 8 4 77 О

Редактор

Зэкаэ 1574 Тираж Подписное

ВМИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул,Гагарина, 101

0, 01,8

a9((7!7 !0

0w (,(и

8, «Ф>

t2„„° с

I t0

1 7468 1,7175 1,6874 1,6565 6247 1,615 1,5843 1,5527 ° 52 1,4861 1,4938 1>4616 1 ° 4282 1 ° 3933 1,3568

Составитель Л. Сотникова

Техред М.Моргентал Корректор T. Вашкович