Высоковольтный преобразователь с предзарядом (варианты)

Авторы патента:

H02M5/40 - с промежуточным преобразованием в постоянный ток

Владельцы патента RU 2701152:

Джус Илья Николаевич (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в мощном электроприводе. Высоковольтный преобразователь с предзарядом содержит последовательно соединенные выпрямительно-инверторные блоки (8), соединенные входами со вторичными обмотками (2-7) силового трансформатора, а выходы этих блоков подключены к нагрузке (9). В первичную обмотку силового трансформатора включен выключатель (13). Последовательно со вторичной обмоткой трансформатора предзаряда (10) включён резистор. Вторичная обмотка трансформатора предзаряда с последовательным резистором подключена между нулевыми точками звезд нагрузки и выпрямительно-инверторных блоков, и в первичную обмотку трансформатора предзаряда включен пусковой контакт. Технический результат - упрощение. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Предложение относится к электротехнике и может использоваться в мощном электроприводе. Широко известный /1/ частотный преобразователь содержит последовательно соединенные выпрямительно-инверторных блоков, которые соединены входами с обмотками трансформатора, а выходы цепи выпрямительно-инверторных блоков подключены к нагрузке. Недостаток устройства состоит в сложной схеме трансформатора, обусловленной необходимостью устройства трехфазных обмоток трансформатора для подзаряда. Это усложняет трансформатор. Наиболее близким по сути к первому варианту является трехфазный высоковольтный частотный преобразователь /2/, с предзарядом, содержащий последовательно соединенные выпрямительно-инверторные блоки, которые соединены входами с вторичными обмотками силового трансформатора, а выходы последовательно соединенных блоков соединены в звезду и подключены к звезде нагрузке и в первичную обмотку силового трансформатора включен выключатель, и имеющий резистор, включенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора предзаряда. Наиболее близким по сути ко второму варианту является преобразователь /2/, содержащий в каждой из трех фаз последовательно соединенные выпрямительно-инверторные блоки, которые соединены звезду и подключены к нагрузке, и имеющий первый резистор, включенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора предзаряда, в первичную обмотку которого включен контакты пускателя, и второй и третий резисторы, как и первый резистор подключены выводом к выходам блоков и второй вывод первого резистора соединен с первым выводом вторичной обмоткой трансформатора предзаряда, а второй вывод этой обмотки трансформатора соединен с нулевым выводом инверторов является В трехфазном исполнении такие устройства - сложны, ибо требуется три трансформатора предзаряда, три резистора и трехфазный высоковольтный выключатель в нагрузке.

Техническим результатом предложения является упрощение.

Технический результат достигается в первом варианте за счет того, что вторичная обмотка трансформатора предзаряда с последовательным резистором включены между нулевыми точками звезд нагрузки и выпрямительно-инверторных блоков и во вторичную обмотку трансформатора предзаряда включен пусковой контакт. Технический результат достигается во втором варианте за счет того, что вторые выводы второго и третьего резистора объединены с аналогичным выводом первого резистора.

На фиг. 1, 2 представлена однолинейная схема преобразователя. Обозначено:1 - первичная обмотка силового трансформатора, 2-7 - вторичные обмотки трансформатора,8 - выпрямительно-инверторные блоки, которые выполнены по схеме диодный выпрямитель-конденсатор-однофазный мостовой инвертор напряжения. Обозначено также: 9 - нагрузка (чаще всего это двигатель), 10 - резистор, 11 - вторичная обмотка трансформатора предзаряда, 12 - его первичная обмотка, 13- высоковольтный выключатель, пусковой контакт 14.

Преобразователь работает следующим образом. В пусковом режиме трансформатор 11,12 повышает низкое напряжение (220-380 В) до высокого (1-3 кВ), которое прикладывается к полюсам блоков 3 и производит заряд их конденсаторов 5 до номинального значения. Ток предзаряда конденсаторов 5 протекает через все блоки 3 по пути указанному стрелками. При этом часть этого тока может протекать через нагрузку 9, т.к. она подключена. Ток предзаряда составляет единицы Ампер в то время как номинальный ток нагрузки 9-сотни Ампер. Ток предзаряда не опасен нагрузке 9.После окончания предзаряда включается выключатель 13, пусковой контакт 14 - отключается. Включение 13 не вызывает бросков тока, так как конденсаторы 5 блоков 3 были предварительно заряжены. Переменное высокое (в обмотке 1 оно например 3-10 кВ) напряжение сети понижается до относительно низкого обмотками 2-5 (уровень 1-3 кВ), выпрямляется мостами 8 и фильтруется конденсаторами в блоках 8 и преобразуется ими в переменное напряжение нужной частоты. Суммарное напряжение нагрузки 9 складывается из напряжений на выходе выпрямительно-инверторных блоков 8. На этапе пуска (предварительного заряда) используется простой однофазный трансформатор. В схеме прототипа необходимо было использование дополнительного высоковольтного выключателя для отключения нагрузки на этапе предзаряда, иначе нагрузка шунтировала бы цепь конденсаторов, а в данном случае это не требуется. Все вместе значительно упрощает устройство. Аналогичные процессы и эффект обеспечивает второй вариант.

Источники информации:

1 Патент РФ на изобретение №2364016,кл. Н02Р 9/00, Н02Р 1/00.

2. Патент РФ на полезную модель №115132.

1. Высоковольтный преобразователь с предзарядом, содержащий последовательно соединенные выпрямительно-инверторные блоки, которые соединены входами со вторичными обмотками силового трансформатора, а выходы последовательно соединенных выпрямительно-инверторных блоков соединены в звезду и подключены к нагрузке, соединённой звездой, в первичную обмотку силового трансформатора включен выключатель, и резистор, включённый последовательно со вторичной обмоткой трансформатора предзаряда, отличающийся тем, что вторичная обмотка трансформатора предзаряда с последовательным резистором подключена между нулевыми точками звезд нагрузки и выпрямительно-инверторных блоков, и в первичную обмотку трансформатора предзаряда включен пусковой контакт.

2. Высоковольтный преобразователь, содержащий в каждой из трех фаз последовательно соединенные выпрямительно-инверторные блоки, которые соединены в звезду и подключены к нагрузке, первый резистор, включенный последовательно со вторичной обмоткой трансформатора предзаряда, в первичную обмотку которого включены контакты пускателя, и второй и третий резисторы, которые как и первый резистор подключены первыми выводами к выходам выпрямительно-инверторных блоков, второй вывод первого резистора соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора предзаряда, второй вывод обмотки трансформатора предзаряда соединен с нулевым выводом инверторов, отличающийся тем, что вторые выводы второго и третьего резисторов объединены со вторым выводом первого резистора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях однофазного переменного напряжения в постоянное с повышенной надежностью.

Преобразователь частоты для испытания трансформаторов // 2688042

Изобретение относится к преобразователям частоты и может быть использовано при испытаниях трансформаторов. Сущность: преобразователь содержит сетевой трансформатор 1, выпрямитель 11, фильтр 12, три однофазных инвертора 13, однофазные выходные трансформаторы с первичными обмотками 2-4 и вторичными 5-7, которые подключены к переключателю 8, 9 трехфазного режима в однофазный.

Высоковольтное устройство для рельсового транспортного средства // 2666054

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Высоковольтное устройство для транспортного средства содержит по меньшей мере один компонент (24) высокого напряжения и заземляющее коммутационное устройство (36).

Силовой элемент на печатной монтажной плате // 2641007

Изобретение относится к многоэлементному источнику электропитания и, в частности, к силовому элементу на печатной монтажной плате (100), включающую в себя DC шину, расположенную в пределах печатной монтажной платы.

Модульный регулятор постоянного тока // 2598080

Изобретение относится к регуляторам постоянного тока, в частности к регуляторам, используемым для подачи электрической энергии в аэродромные световые приборы. Техническим результатом является повышение надежности и увеличение КПД регулятора постоянного тока.

Устройство преобразования мощности // 2594359

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования электрической энергии переменного тока в переменный ток. Устройство преобразования мощности содержит трансформаторы, снабженные первичными обмотками, соединенными с входными клеммами, и вторичными обмотками, включающими в себя множества однофазных открытых обмоток, которые изолированы друг от друга; множество ячеек преобразователя, соединенных с вторичными обмотками трансформаторов; и управляющую схему включения/выключения переключающих элементов, при этом входы ячеек преобразователя, выполненных с промежуточными звеньями постоянного тока, соединены взаимно параллельным образом с соответствующими однофазными открытыми обмотками, а выходы соединены взаимно последовательно с выходными клеммами каждой фазы.

Способ повышения энергетических показателей электровозов переменного тока с вип на igbt транзисторах (модулях) по критерию потребления максимально активной мощности // 2557006

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от однофазной сети переменного тока. Техническим результатом является максимально эффективное использование электромагнитной энергии, накопленной в цепи выпрямленного тока, для питания тяговых электродвигателей.

Вставка для связи энергосистем на постоянном токе // 2539291

Изобретение относится к электроэнергетике. Технический результат - повышение надежности и снижение потерь электроэнергии.

Вставка для связи энергосистем // 2528195

Вставка для связи энергосистем относится к электроэнергетике. Технический результат - повышение надежности и повышение пропускной способности между шинами (1) и (2) двух энергосистем.

Преобразователь электрической мощности // 2473159

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователе электрической мощности, использующем трансформатор, который предпочтительно устанавливают на электрическом транспортном средстве.