Вентильный преобразователь

 

Область использования: для обеспечения заданного распределения нагрузки между параллельными силовыми элементами многоамперных полупроводниковых преобразователей. Вентильный преобразователь содержит параллельно включенные модули, сборны шины переменного тока, сборные шины постоянного тока и токоподводящие шины переменного тока. Модули имеют вводы переменного тока и вводы постоянного тока, расположенные с противоположных сторон модулей. С помощью вводов модули подключаются к -сборным шинам постоянного и переменного тока, объединяясь на параллельную работу. На сборных шинах имеются точки токоподвода, в которых осуществляется подвод тока с помощью токоподводящих шин переменного тока, которые расположены вдоль сборных шин переменного тока одноименных фаз, причем так, что расстояние между токоподводящими шинами и сборными шинами увеличивается по мере удаления от точек токоподвода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1 табл. ел С

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 1 25/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

В.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4917838/07 (22) 11.03.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Челябинский государственный технический университет (72) Р.В,Гайсаров, М.Е.Гольдштейн, В.Ю.Левин и C.Ï.×àäàåâ (56) 1. Комплектное тиристорное устройство серии КТУ. — Каталог ОКП 341631. Таллин, 1978.

2. Резинский С.Р. и др. Преобразователь на тиристорных блоках БВП для электроприводов постоянного тока. — M.:

Энергоатомиздат, 1983, —. 96 с. (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Область использования: для обеспечения заданного распределения нагрузки между параллельными силовыми элементами многоамперных полупроводниковых

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения заданного распределения нагрузки между параллельными силовыми элементами многоамперных полупроводниковых преобразователей.

Целью настоящего изобретения является увеличение мощности преобразователя путем выравнивания нагрузки между,параллельными модулями.

На фиг.1 изображена конструкция вентильного преобразователя, фронтальный вид; на фиг.2-то же, вид сбоку; на фиг.3- вариант конструкции токоподводящих шин.

Вентильный преобразователь (фиг.1 и 2) содержит параллельно включенные модули

1-5, сборные шины переменного тока 6, сбор„) 5U, 182О426 А1 преобразователей. Вентильный преобразователь содержит параллельно включенные модули, сборными шины переменного тока, сборные шины постоянного тока и токоподводящие шины переменного тока; Модули имеют вводы переменного тока и вводы постоянного тока, расположенные с противоположных сторон модулей. С помощью вводов модули подключаются к .сборным шинам постоянного и переменного тока, объединяясь на параллельную работу. На сборных шинах имеются точки токопорвода, в которых осуществляется подвод тока с помощью токоподводящих шин переменного тока, которые расположены вдоль сборных шин переменного тока одноименных фаз, причем так, что расстояние между токоподводящими шинами и сборными шинами увеличивается по мере удаления от точек токоподвода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 1 табл, ные шины постоянного тока 7 и токоподводящие шины переменного тока 8.

Модули 1 — 5, представляющие собой шкафы с трехфазной мостовой схемой включения силовых полупроводниковых элементов (фиг.2), имеют вводы переменного тока 9 и вводы постоянного тока 10 расположенные с противоположных сторон модулей 1-5. С помощью этих вводов 9 и 10 модули 1 — 5 подключаются к сборным шинам постоянного 7 и переменного 6 тока, объединяясь таким образом, на параллельную работу. На сборных шинах переменного тока 6 имеются точки такоподвода 11, в которых осуществляется подвод тока к сборным шинам 6 с помощью токоподводящих шин переменного тока 8, Токоподводящие шины переменного тока 8

182О426 расположены вдоль сбОоных шин переменного тока 6 одноименных фаз.

Во время работы преобразователя активные сопротивления и индуктивности участников сборных шин между точками подключения к ним модулей вызывают небаланс токов между параллельно включенными модулями. Для преобразователя, конструкция котброга предGT88lI6H8 на фиг.1 и 2 и 8 KOTGpot4 HST TGKOподводящих шин, медные сборные шины переменного тока имеют сечение 1929 мм каждая и удалены друг от друга на расстояние 210. мм, а медные сборные шины постоянного тока имвот сечение 24ОО мм, пять вентильных модулей подключены к сборным шинам с шагам 600 мм, выполнены расчеты небаланса токов между параллельными модулями. Результаты расчетов сведены в табл,l. В табл,1 плечи трехфазного моста, обозначенные на фиг.2 римскими цифрами I, И...,YI, названы группами и обозначены арабскими цифрами, а вентильные модули названы ветвями.

Из табл.1 следует, что в случае Отсутствия токоподводящих шин переменного тока небаланс токов ва всех плечах преобразователя составляет существенну.о величину (да

36,2 4 в четвертом плече пятога модуля).

При этом, следует подчеркнуть, наиболее загруженным является пятый модуль (пятые

8878И каждой группы параллельных венти" лей), а наименее загруженным — первый модуль.

Для выравнивания нагрузок параллельных модулей токападводящие шины переменного тока, расположены вдоль сборных шин переменного тока одноименных фаз.

При этом за счет взаимных индуктивностей между такаподвадящими шинами и сборными шинами на участках сборных шин появляются ЭДС взаимоиндукции, направленные навстречу текам небаланса. Величины этих

ЗДС определяются коэффициентом взаимной индуктивнасти, а значит расстоянием и между шинами ввода и сборными шинами.

Меняя величину h можно добиться требуемой компенсации небаланса токов.

Для рассматриваемой конструкции преобразователя проведены расчеты по определению величин h для каждой фазы, обеспечивающих минимальный небаланс токов. Расчеты показали (табл.2)„что минимальный небаланс таков 8,4 g, получается при величине Ьдля фазы А 155 мм,для фазы

В 49 Мм и для фазы С 47 мм. Указанные величины h ÿ8ëÿ!Oòñë оптимальными. Увеличение их приведет к перегрузке пятага модуля, уменьшение — к перегрузке первого модуля. При изменении параметров конструкции преобразователя — сечения сборных шин, расстояние между ними, расстояния между точками подключения модулей к сборным шинам — оптимальные величины h могут измениться.

5 Для более полной компенсации небаланса токов следует уменьшить компенсирующую ЗДС на участке между точками подключения к сборным шинам переменн0го тока первого и второго модулей. Для этого необходимо увеличить расстояние между токоподводящими шинами и сборными шинами на зтам участке. Если этого недоста.точна, следует подобрать требуемое расстояние на других участках, переходя от

15 линейной формы токоподводящих шин к ступенчатой (фиг.3). Изменяя определенным образом величины а, Ь, с и d (фиг.З) для каждой фазы можно добиться требуемой компенсации небаланса токов. Так, напри2О мер, при заданных в табл.4 величинах а, Ь, с и d небаланс токов в предлагаемом преобразователе не превысит 47; (табл.3), Анализ влияния токоподводящих шин переменного тока на компенсацию небалан2б са токов показывает, а расчет подтверждает, что соотношение между величинами а, Ь, с и б (фиг.З) должно быть следующим: à > Ь > c>

>б, т.е. преобразователь должен быть выполнен с увеличивающимся па мере удаления от

3О точек токопадвода расстоянием между токоподвадящими шинами и сборными шинами переменного тока. При этом для упрошения токаподводящие шины могут иметь линейну а форму и находиться под

35 определенным углом к сборным шинам.

Угол наклона можно определить либо опытным, либо расчетным путем.

При разработке систем охлаждения полупроводниковых преобразователей не

4О всегда удается обеспечить равную эффективность охлаждения силовых элементов.

Так, например, при последовательной подаче хладагента к силовым элементам в худших условиях будет работать последний

45 элемент в последовательной цепочке. Поэтому, чтобы его температура не превысила температуры других элементов необходимо снизить его нагрузку.

Предлагаемое изобретение позволяет в

5О ряде преобразователей распределить нагрузку между силовыми элементами в соответствии с эффективностью их охлаждения с тем, чтобы выровнять температуры силовых элементов и таким образом, получить 5 наибольшую мощность преобразователя.

Формула изобретения

1. Вентильный преобразователь, содержащий параллельно. включенные модули, в которых вводы переменного тока и вводы

1820426

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Фаза

А

В

130 постоянного тока выполнены с противоположных сторон модулей, сборные шины переменного тока и сборные шины постоянного тока, объединяющие модули на параллельную работу и содержащие точки токовода, в которых выполнен подвод. тока:: сборным шинам, токоподводящие шины переменного тока, которые подключены к сборным шинам переменного тока в точках токоподвода, о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения мощности преобразователя путем выравнивания нагрузки между параллельными модулями, токоподводящие шины переменного тока расположены вдоль сборных шин переменного тока одноименных фаз в на5 правлении наименее загруженных модулей.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что он выполнен с увеличивающимся по мерв удаления от точек токоподвода расстоянием между токоподводящими

10 шинами и сборными шинами переменного тока. Ъ

1820426 Мз.

Составитель Р,Гайсаров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М,Самборская

Редактор

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

Заказ 2033 Тираж Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., 4/5