Способ разрядки промежуточного конденсатора двухзвенного вентильного преобразователя напряжения



Способ разрядки промежуточного конденсатора двухзвенного вентильного преобразователя напряжения
Способ разрядки промежуточного конденсатора двухзвенного вентильного преобразователя напряжения

 


Владельцы патента RU 2534042:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится в способу разрядки промежуточного конденсатора (Czk) двухзвенного вентильного преобразователя (2) напряжения, в котором расположенный на стороне сети преобразователь (4) электроэнергии имеет выключаемые силовые полупроводниковые приборы (А1, …, А6) и предназначен для соединения с питающей сетью переменного тока с помощью перемыкаемой с помощью сетевого контактора (NS) последовательной схемы предварительного зарядного контактора (VS) и предварительного зарядного сопротивления (RV), трансформатора (Т) и главного выключателя (HS). Согласно изобретению главный выключатель (HS) и сетевой контактор (NS) размыкаются, при этом замыкается предварительный зарядный контактор (VS) и при этом включаются два диагонально противоположных выключаемых силовых полупроводниковых прибора (А1, А4; А2, А3) сетевого преобразователя (4) электроэнергии. Таким образом, получается способ разрядки промежуточного конденсатора (Czk) двухзвенного вентильного преобразователя (2) напряжения, в котором достигается технический результат - отсутствие необходимости в дополнительных конструктивных элементах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способу разрядки промежуточного конденсатора двухзвенного вентильного преобразователя напряжения, в котором расположенный на стороне сети преобразователь электроэнергии имеет выключаемые силовые полупроводниковые приборы и предназначен для соединения с питающей сетью переменного тока с помощью перемыкаемой с помощью сетевого контактора последовательной схемы зарядного контактора и предварительного зарядного сопротивления, трансформатора и главного выключателя.

В двухзвенном вентильном преобразователе напряжения обычно имеется схема предварительного заряда. С помощью этой схемы предварительного заряда заряжается промежуточный конденсатор. За счет выбора предварительного сопротивления заряда устанавливается ток заряда. Этот ток заряда не должен превышать максимального тока инверсного диода выключаемого силового полупроводникового прибора преобразователя электроэнергии на стороне сети. Если бы не было предварительного сопротивления, то возникал бы ток заряда, который бы превышал максимальный ток диодов на стороне сети. Это приводило бы к разрушению этих диодов. При достижении, например, 80% максимального состояния заряда промежуточного конденсатора, предварительное зарядное сопротивление перемыкается с помощью сетевого контактора. За счет этого преобразователь электроэнергии на стороне сети соединяется с помощью сетевого трансформатора с питающей сетью переменного тока.

Для целей технического обслуживания, соответственно при устранении неисправностей, должно обеспечиваться, что промежуточный конденсатор после выключения двухзвенного вентильного преобразователя напряжения разряжается в течение относительно короткого времени. По меньшей мере, падающее на промежуточном конденсаторе напряжение не должно быть больше 60 В постоянного напряжения. За счет этого у обслуживающего персонала при соприкосновении с этим постоянным напряжением не могут протекать опасные для здоровья токи.

В имеющихся в продаже двухзвенных вентильных преобразователях напряжения промежуточный конденсатор разряжается с помощью переключаемого сопротивления. Это сопротивление включается электрически параллельно промежуточному конденсатору. Таким образом, для разрядки необходимы дополнительные конструктивные элементы, такие как контактор, соответственно, выключаемый силовой полупроводниковый прибор и сопротивление.

Из DE 102007047713 А1 известен способ разрядки высоковольтной сети, в котором применяют имеющееся предварительное зарядное сопротивление. Схема, которая имеет конденсатор постоянного напряжения, является имеющейся в гибридном транспортном средстве высоковольтной сетью. Эта высоковольтная сеть состоит в простейшем случае из батареи, преобразователя постоянного напряжения одной частоты в переменное напряжение другой частоты с конденсатором постоянного напряжения, одной или нескольких электрических машин, других потребителей высокого напряжения и пучка кабелей, который соединяет электрически друг с другом все высоковольтные компоненты. Батарея высокого напряжения предназначена для соединения с помощью перемыкаемой последовательной схемы из предварительного зарядного сопротивления и выключателя с положительным полюсом конденсатора постоянного напряжения. Отрицательный полюс конденсатора постоянного напряжения предназначен для соединения с помощью другого выключателя или непосредственно с отрицательным полюсом батареи высокого напряжения. Для процесса разрядки используется разрядный контактор, который также имеет простой замыкающий контакт, соответственно выключатель. Этот разрядный контактор соединен с предварительным зарядным сопротивлением так, что при замкнутых контактах этого разрядного контактора предварительное зарядное сопротивления включено электрически параллельно конденсатору постоянного напряжения.

За счет этого известная разрядная схема ограничивается одним контактором, поскольку предварительное зарядное сопротивление применяется не только для целей заряда, но также для целей разрядки. За счет выбора величины предварительного зарядного сопротивления достигается значительно более быстрая разрядка конденсатора постоянного напряжения, чем с помощью отдельной разрядной схемы. Хотя затраты на разрядную схему сильно сокращаются, все еще необходим дополнительный конструктивный элемент, а именно контактор, который требует соответствующего конструктивного пространства и который необходимо соединять со схемой, которая имеет конденсатор постоянного напряжения.

В основу изобретения положена задача создания способа, с помощью которого можно разряжать промежуточный конденсатор указанного в начале двухзвенного вентильного преобразователя напряжения.

Эта задача решена согласно изобретению с помощью стадий способа пункта 1 формулы изобретения.

За счет того что главный выключатель и сетевой контактор размыкаются, при этом одновременно включаются имеющийся предварительный зарядный контактор и два диагонально противоположных выключаемых силовых полупроводниковых прибора преобразователя электроэнергии на стороне сети, предварительное зарядное сопротивление включается электрически параллельно промежуточному конденсатору. За счет этого предварительное зарядное сопротивление применяется также для разрядки промежуточного конденсатора двухзвенного вентильного преобразователя напряжения без необходимости предусмотрения дополнительного контактора, соответственно выключателя. То есть при разрядке промежуточного конденсатора указанного в начале двухзвенного вентильного преобразователя напряжения применяются имеющиеся конструктивные элементы.

Ниже приводится подробное пояснение изобретения на основании двух вариантов выполнения двухзвенного вентильного преобразователя напряжения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг.1 - однофазное питание с помощью трансформатора двухзвенного вентильного преобразователя напряжения, и

фиг.2 - трехфазное питание с помощью трансформатора двухзвенного вентильного преобразователя напряжения.

На фиг.1 от двухзвенного вентильного преобразователя 2 напряжения показан лишь промежуточный контур напряжения с промежуточным конденсатором CZK и преобразователем 4 электроэнергии на стороне сети.

Преобразователь электроэнергии на стороне нагрузки с подключенной к нему нагрузкой для ясности не изображен. Двухзвенный вентильный преобразователь 2 напряжения предназначен для подключения с помощью других конструктивных элементов к однофазной сети переменного тока. К этим дополнительным конструктивным элементам относятся предварительное зарядное сопротивление 6, шунтирующая схема 8, трансформатор Т для разделения потенциалов и главный выключатель HS. Из-за подключения двухзвенного вентильного преобразователя 2 напряжения к однофазной сети переменного тока сетевой преобразователь 4 электроэнергии имеет лишь два мостиковых плеча 10 и 12, которые имеют каждое два соединенных электрически последовательно выключаемых силовых полупроводниковых прибора А1, А2 и А3, А4. В точке 14 соединения мостикового плеча 10 на стороне переменного напряжения с помощью шунтирующей схемы 8 подключен один вывод вторичной обмотки 16 трансформатора Т. Второй вывод вторичной обмотки соединен непосредственно с расположенной на стороне переменного напряжения точкой 18 соединения мостикового плеча 12 сетевого преобразователя 4 электроэнергии. Электрически параллельно шунтирующей схеме 8 включена предварительная зарядная схема 6. Эта предварительная зарядная схема 6 имеет предварительный зарядный контактор VS и предварительное зарядное сопротивление RV. Предварительный зарядный контактор VS и предварительное зарядное сопротивление RV включены электрически последовательно. Шунтирующая схема 8 имеет лишь сетевой контактор NS. Первичная обмотка 20 трансформатора Т предназначена для соединения с помощью главного выключателя HS с не изображенной сетью переменного тока.

Когда двухзвенный вентильный преобразователь 2 напряжения подключается к однофазной сети переменного тока, то главный выключатель HS и предварительный зарядный контактор VS замкнуты. За счет этого образуется путь прохождения тока, через который течет зарядный ток, который заряжает промежуточный конденсатор Czk. Как только достигается, например, 80% максимального состояния заряда этого промежуточного конденсатора Czk, замыкается сетевой контактор NS. За счет этого перемыкается предварительная зарядная схема 6. Затем предварительный зарядный контактор NS может быть разомкнут при отсутствии через него тока.

При разрядке промежуточного конденсатора Czk двухзвенного вентильного преобразователя 2 напряжения осуществляется следующее:

Сначала двухзвенный вентильный преобразователь 2 напряжения отделяется от питающей сети переменного тока посредством размыкания главного выключателя HS. Затем размыкается сетевой контактор NS и замыкается предварительный зарядный контактор VS. За счет этого предварительное зарядное сопротивление RV вместе с вторичной обмоткой 16 трансформатора Т включается электрически параллельно расположенным на стороне переменного напряжения точкам 14 и 18 соединения сетевого преобразователя 4 электроэнергии. Для включения предварительного зарядного сопротивления RV электрически параллельно конденсатору Czk двухзвенного вентильного преобразователя напряжения необходимо включить лишь два из четырех выключаемых силовых полупроводниковых прибора сетевого преобразователя 4 электроэнергии. Включаются либо выключаемые силовые полупроводниковые приборы А1 и А4, либо выключаемые силовые полупроводниковые приборы А2 и А4. После разрядки промежуточного конденсатора Czk размыкается предварительный зарядный контактор VS и включенные выключаемые силовые полупроводниковые приборы А1, А4, соответственно А2, А3, снова выключаются.

С помощью этого способа согласно изобретению можно разряжать промежуточный конденсатор Czk показанного двухзвенного вентильного преобразователя 2 напряжения с помощью имеющегося предварительного зарядного сопротивления RV без необходимости предусмотрения разрядного контактора.

На Фиг.2 показан двухзвенный вентильный преобразователь 2 напряжения для подключения к не изображенной трехфазной сети переменного тока. Этот вариант выполнения отличается от показанного на Фиг.1 варианта выполнения тем, что сетевой преобразователь 4 электроэнергии имеет в этом случае три мостиковых плеча. В качестве трансформатора Т также предусмотрен трехфазный трансформатор. Главный выключатель HS, сетевой контактор NS и предварительный зарядный контактор VS также выполнены трехфазными. Вместо предварительного зарядного сопротивления RV в варианте выполнения согласно Фиг.2 применяются три предварительных зарядных сопротивления RV. Несмотря на измененный вариант выполнения в способе разрядки промежуточного конденсатора Czk ничего не меняется.

1. Способ разрядки промежуточного конденсатора (Czk) двухзвенного вентильного преобразователя (2) напряжения, в котором расположенный на стороне сети преобразователь (4) электроэнергии имеет выключаемые силовые полупроводниковые приборы (А1, …, А6) и предназначен для соединения с питающей сетью переменного тока с помощью перемыкаемой с помощью сетевого контактора (NS) последовательной схемы предварительного зарядного контактора (VS) и предварительного зарядного сопротивления (RV), трансформатора (Т) и главного выключателя (HS), при этом главный выключатель (HS) и сетевой контактор (NS) размыкаются, при этом замыкается предварительный зарядный контактор (VS) и при этом включаются два диагонально противоположных выключаемых силовых полупроводниковых прибора (А1, А4; А2, А3) сетевого преобразователя (4) электроэнергии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при достижении заданного уменьшенного состояния заряда промежуточного конденсатора (Czk) размыкается предварительный зарядный контактор (VS) и оба включенных выключаемых силовых полупроводниковых прибора (А1, А4; А2, А3) сетевого преобразователя (4) электроэнергии двухзвенного вентильного преобразователя (2) напряжения выключаются.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Способ обнаружения сбоя в импульсном источнике (1) электричества, содержащем управляющий каскад (2), выполненный с возможностью передачи, в ответ на сигнал установки, управляющего сигнала, модулированного с заданным значением (α) коэффициента заполнения, на силовой каскад (3), выполненный с возможностью передачи электричества на нагрузку (100), при этом способ содержит этапы, на которых определяют по меньшей мере одно номинальное значение (αmin, αmax) продолжительности включения при нормальном функционировании, и по меньшей мере один порог (αsc, αoc) сбоя в качестве функции от номинального значения; определяют по меньшей мере одно моментальное значение (α) коэффициента заполнения сигнала, выданного управляющим каскадом (2); и сравнивают моментальное значение с пороговым значением сбоя.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при распознавании загрязнения и/или образования росы на компонентах преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях, входящих в состав системы энергообеспечения электронной, электромеханической и осветительной аппаратуры.

Изобретение относится к области устройств для преобразования постоянного тока в постоянный, а именно к системам управления такими системами и может быть использовано в двухтактных преобразователях напряжения для ограничения тока намагничивания трансформатора. Технический результат - ограничение тока намагничивания на минимально допустимом уровне во всем диапазоне питающего напряжения.

Устройство относится к электротехнике, в частности к устройствам для преобразования переменного тока в постоянный, и, наоборот, постоянного тока в переменный с использованием полупроводниковых приборов - транзисторов и диодов - в мостовой схеме.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления реактивной мощностью в системах питания таких устройств, как землеройные машины различного типа, используемые для добычи полезных ископаемых.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться в системах управления тиристорными выпрямителями, выполненными по трехфазной нулевой или мостовой схемах.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах и высоковольтной технике. Техническим результатом является повышение надежности за счет исключения полного отказа установки, использующей вентильный преобразователь.

Изобретение относится к области электроники и представляет собой устройство управляемого преобразования постоянного тока в постоянный. Технический результат изобретения заключается в достижении низкого уровня шумов и помех выходного напряжения при компактном размере устройства.

Изобретение относится к области электротехники, к управлению преобразователем, связанным, по меньшей мере, с одним из источников бесперебойного питания. Техническим результатом является устранение искажений из сигнала управления, улучшение работы преобразователя, снижение гармонических искажений и субгармонических колебаний из сигнала управления.

Изобретение относится к электротехники. Повышающий преобразователь напряжения содержит входную цепь с дросселем в одной из ветвей, два силовых ключа, два диода, пусковой ключ с шунтирующим его резистором и два последовательно включенных выходных конденсатора. С целью повышения надежности полупроводниковых элементов и недопущения насыщения сердечника после подачи входного напряжения запуск производится в четыре этапа. Несимметричный режим работы преобразователя устраняется введением в схему двух вспомогательных ключей, управляемых двумя вспомогательными драйверами и двумя операционными усилителями (ОУ). Последовательно с каждым из вспомогательных ключей включен резистор, а каждый из ОУ содержит последовательные цепи, состоящие из диода и резистора, обеспечивая гистерезис отключения и включения вспомогательных ключей. Технический результат - повышение надёжности. 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты тиристорного преобразователя. Техническим результатом является улучшение защитных функций и обеспечение диагностики трехфазного выпрямителя с последовательным включением тиристоров. Способ защиты и диагностики последовательно соединенных тиристоров заключается в том, что в качестве защитного воздействия прекращают подачу управляющих импульсов, осуществляют контроль за состоянием тиристоров по обратному напряжению и рабочей температуре охладителей вентилей. В способе контролируют исправность линий связи с системой импульсно-фазового управления по обратному отклику, производят измерение распределения обратного напряжения в каждом такте работы вентильных групп. При превышении предельно допустимой температуры вентилей или снижении номинального значения распределения обратного напряжения, или обрыве связи с системой импульсно-фазового управления производят защитное воздействие путем снятия импульсов со всех тиристорных групп и отключением преобразователя от сети или только снятием управляющих импульсов. С помощью анализа измеренных распределений обратного напряжения и рабочей температуре на тиристоре предупреждают об аварийном отказе тиристора из-за деградации его характеристик. Также описано устройство защиты и диагностики последовательно соединенных тиристоров. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, используемых в устройствах питания силовой электроники. Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия, надежности и долговечности преобразователя. Корректор коэффициента мощности содержит входной выпрямитель, выходной конденсатор, диод, схему заряда выходного конденсатора, вход которой соединен с выходами входного выпрямителя, а выход - с выходным конденсатором. Входной выпрямитель, диод и выходной конденсатор образуют замкнутый контур цепи. Диод включен между входным выпрямителем и выходным конденсатором встречно по отношению к полярности входного выпрямителя, а выход корректора подключен параллельно входному выпрямителю. В рабочем режиме напряжение на выходном конденсаторе меньше пикового напряжения входного выпрямителя. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях электрической энергии. Техническим результатом является обеспечение защиты от перегрузки электрических аппаратов, потребляющих мощность, превышающую номинальную мощность преобразователя электрической энергии. Способ эксплуатации преобразователя (3), предназначенного для подачи электрической мощности на нагрузку (2), включает этапы: управление преобразователем (3) в течение предусмотренного времени перегрузки так, чтобы мощность перегрузки подавалась на нагрузку (2); управление преобразователем в течение предусмотренного времени покоя так, чтобы мощность покоя подавалась на нагрузку (2), причем мощность перегрузки является более высокой, чем номинальная мощность, которая соответствует предельной величине мощности преобразователя (3) при работе в установившемся режиме, а мощность покоя является более низкой, чем номинальная мощность. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для заряда аккумуляторных батарей. Технический результат - повышение эффективности преобразования мощности. Зарядное устройство для аккумулятора, на котором смонтированы компоненты преобразования мощности для преобразования мощности сети энергоснабжения в мощность постоянного тока, в котором компоненты преобразования мощности включают в себя прерыватель мощности для включения/выключения входной мощности переменного тока, схему преобразования мощности для преобразования входной мощности переменного тока в предварительно определенную мощность переменного тока, схему преобразования напряжения для преобразования предварительно определенной мощности переменного тока к предварительно определенному напряжению и схему выпрямителя для преобразования мощности переменного тока, преобразованной к предварительно определенному напряжению, содержит центральную раму, на которой смонтированы компоненты преобразования мощности, внешние кожухи, присоединенные к центральной раме таким образом, чтобы покрывать центральную раму, при этом прерыватель мощности, схема преобразования мощности, схема выпрямителя и схема преобразования напряжения смонтированы в таком порядке на центральной раме. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для преобразования переменного тока в постоянный, и наоборот. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для подключения управляемого выпрямителя напряжения к источнику напряжения переменного тока, содержащем токоограничивающие цепи, по одной на каждый входной зажим выпрямителя, каждая из которых соединяет входной зажим указанного устройства, подключенный к одному из входных зажимов упомянутого источника напряжения, с входным зажимом указанного устройства, подключенным к одному из входных зажимов управляемого выпрямителя напряжения, причем каждая токоограничивающая цепь содержит дополнительный токоограничивающий элемент, а также первый и второй выключатели, при этом первые выключатели включены между входными зажимами устройства и первыми зажимами дополнительных токоограничивающих элементов, вторые зажимы которых подключены к выходным зажимам устройства, а вторые выключатели включены между первыми и вторыми зажимами дополнительных токоограничивающих элементов, в качестве этих элементов применены токоограничивающие реакторы. Изобретение позволяет в десятки раз снизить потери мощности и энергии при предварительном заряде выходного конденсатора управляемого выпрямителя напряжения, а также снизить время предварительного заряда указанного конденсатора. 4 ил.
Наверх