Устройство для защиты от перенапряжений непосредственного преобразователя частоты

Устройство для защиты от перенапряжений непосредственного преобразователя частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, снабженного блоком управления, содержащее первый }1еуправляемый выпрямитель, вход которого предназначен для подключения к входньгм выводам преобразователя , а выход подсоединен к конденсатору и разрядному элементу, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты , в него введен второй неуправляемый выпрямитель, а разрядный элемент выполнен в виде резистора, при этом вход второго неуправляемого выпрямителя предназначен для подключения к выходным выводам преобразователя , а выход подключен параллельно выходу первого неуправляемого вьтрямителя . 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что в него введены пороговый элемент, тиристорный оптрон и источник опорного напряжения , при этом светодиод тиристорного оптрона череэ пороговый элемент подключен к выходам обоих не-управляемых выпрямителей, а источник опорного напряжения через фототиристор оптрона соединен с выходом уст- , (ройства, предназначенным для подключения к аварийному входу блока управления преобразователем. . 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU(il)113

4 (51) Н 02 Н 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3552278/24-07 (22) 17.02.83 (46) 07.02.85. Бюл. Ф 5 (72) Г.B ° Лебедев, Л.Д; Павский, А.А. Полякова и В.И.. Солодков (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт комплектного электропривода .(53) 621,316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 682979, кл. Н 02 Н 7/12, 1978.

2. "Электричество", 1978, N- 6, с. 29-32. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, снабженного блоком управления, содержащее первый неуправляемый выпрямитель, вход которого предназначен для подключения к входным выводам преобразователя, а выход подсоединен к конденсатору и разрядному элементу, о т° л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в него введен второй неуправля-. емый выпрямитель, а разрядный эле« мент выполнен в виде резистора, при, этом вход второго неуправляемого выпрямителя предназначен для подключения к выходным выводам преобразователя, а выход подключен параллельно выходу первого неуправляемого выпрямителя.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него введены пороговый элемент, тиристорный оптрон и источник опорного напряжения, при этом светодиод тирисе торного оптрона через пороговый элемент подкпючен к выходам обоих неуправляемых выпрямителей, а источник С опорного напряжения через фототиристор оптрона соединен с выходом уст ройства, предназначенным для подключения к аварийному входу блока управления преобразователем.

1138879

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах частотнорегулируемого синхронного электропривода.

Известно устройство для ограничения коммутационных перенапряжений в преобразователе, содержащее первый неуправляемый выпрямитель, вход которого предназначен для подключения к входным выводам преобразователя, 10 а выход подсоединен к конденсатору., Параллельно конденсатору включены последовательно соединенные резистор и ключ постоянного тока, который уп" равляется триггером, вход которого через инвертор соединен с выходом компаратора, один из входов которого подключен к конденсатору, а другой— к источнику опорного напряжения(1).

Недостатком указанного устрой- 2(} ства является низкая эффективность защиты. Это связано с тем, что в случае применения этого устройства для защиты тиристоров непосредственного преобразователя частоты, оно 25 не обеспечивает защиту тиристоров от совместного "уммарного действия напряжения со стороны питающей сети и нагрузки. В связи,с этим задача создания устройств, обеспечивающих эффективную защиту тиристорных преобразователей частоты, является ак-, туальной, так как к тиристорам непосредственного преобразователя час" тоты (в случае использования его в тяговом синхронном электроприводе)может прикладываться как ЭДС питающей сети или нагрузка, так и их сумма.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для защиты от перенапряжений преобразователя, снабженного блоком управления, содержащее первый неуправляемый выпрямитель, вход которого 45 предназначен для подключения к входным выводам преобразователя, а выход подсоединен к конденсатору и разрядному. элементу $2 ).

Однако известное устройство не обеспечивает эффективной защиты тиристоров преобразователя частоты в случае возникновения перенапря>кений. со стороны нагрузки, а также в случае появления на тиристорах суммарного напряжения, равного напряжению сети и ЭДС синхронного двигателя.

Кроме того, использование схемы с зарядом через выпрямитель и разрядом его через вспомогательный инвертор, ведомый сетью, в данном случае неэффективно ввиду существенной малости рекуперируемой энергии через инвертор и усложнения схемы защиты.

Целью изобретения являются повыщение эффективности защиты от перенапряжений непосредственного преобразователя частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от перенапряжений тиристорного преобразователя частоты, снабженного блоком управления, содержащее первый неуправляемый выпрямитель, вход которого предназначен для подключа- ния к входным выводам преобразователя, а выход подсоединен к конденсатору и разрядному элементу, введен второй неуправляемый выпрямитель, а разрядный элемент выполнен в виде резистора, при этом вход второго неуправляемого выпрямителя предназначен для подключеняи к выходным выводам преобразователя, а выход подключен параллельно выходу первого неуправляемого выпрямителя.

Кроме того, в устройство могут быть введены пороговый элемент, тиристорный оптрон и источник опорного напряжения, при этом светодиод тиристорного оптрона через пороговый элемент подключен к выходам обоих неуправляемых выпрямителей, а источник опорного напряжения через фототиристор оптрона соединен с выходом устройства, предназначенным для подключе-. ния к аварийному входу блока управления преобразователем.

На чертеже представлена схема непосредственного преобразователя частоты с устройством для защиты.

Устройство 1 для защиты подключеГ но к преобразователю 2, а синхронныи генератор 3 через блок 4 защиты от коротких замыканий — к входу преобразователя 2, выход которого подключен к синхронному двигателю 5. Блок 6 управления преобразователя 2 содержит задающий генератор 7 элемент ИЛИ 8 и усилитель 9 выходных импульсов.

Устройство 1 для защиты от перенапряжений содержит первый неуправляемый выпрямитель 10, вход которого предназначен для подключения к вход-, ным выводам преобразователя 2, а вы

1138879

В аварийных режимах как только ! напряженйе на тиристорах преобразователя 2, а следовательно, и на конден-! саторе 11 достигнет уровня срабатыва" ния порогового элемента 14, то в цепи управления оптрона 15 появляется сигнал управления. При этом оптрон 15

:включается. Через элемент ИЛИ 8 от источника 16 опорного напряжения поступает сигнал на аварийный вход блока 6 управления и в виде постоянного сигнала управления поступает на все входы управления тиристоров, что ,обеспечивает одновременное включение всех тиристоров преобразователя 2 и короткое замыкание ими зажимов синхронного генератора 3 и синхронного ход подсоединен к конденсатору 1 1 ( и разрядному элементу (резистору) 12, второй неуправляемый выпрямитель 13, вход которого предназначен для подключения к выходным выводам преобразователя 2, а выход подключен параллельно выходу первого неуправляемого выпрямителя 10 пороговый элемент 14, . тиристорный оптрон 15 и источник 16 опорного напряжения, при этом свето- 10 диод тиристорного оптрона 15 через пороговый элемент 14 подключен к выходам обоих неуправляемых выпрямителей 10 и 13, а источник 16 опорного напряжения через фототиристор оптро- 15 на 15 соединен с аварийным входом бло. ка 6 управления преобразователя 2.

В нормальных режимах работы тиристорного преобразователя 2 частоты блок 6 управления вырабатывает импульсы уп- 20 равления тиристорами, каждый из которых через элемент ИЛИ 8 и усилитель 9 подается на тиристоры преобразователя 2, При этом на аварийный вход блока 6 управления сигиал управле- 25 ния не подается. Тиристоры преобра,зователя 2 как со стороны его входа, так и выхода, через неуправляемые выпрямители 10 и 13 оказываются подключенными к обкладкам конденсатора 11, щ что обеспечивает ограничение перенапряжений, возникающих при коммутации не только со стороны питающей сети через первый неуправляемый выпрямитель 10, но и со стороны на35 грузки через второй неуправляемый выпрямитель 13, чем обеспечивается более эффективная защита преобразователя 2 частоты, . Работа устройства в случае одно- 40 временного возникновения перенапряжений на зажимах синхронного генератора 3 и на зажимах синхронного двигателя 5 осуществляется следующим образом.

Пусть в определенный момент вреМени, в которой одновременно возникли перенапряжения на зажимах А и В ,"синхронного генератора 3 полярностью "+" на фазе В и на зажимах tx и b 50 синхронного двигателя 5 полярностью ."+" на фазе а, состояние тиристоров такое, при котором соединены фазы

В и C синхронного генератора 3 соответственно с фазами ь и е, синхрон" 55 ного двигателя 5. При этом в случае отсутствия устройства 1 к тиристорам преобразователя 2, подключенным между фазами A синхронного генератора 3 и а синхронного двигателя 5, прикла-, дывалась бы величина перенапряжения, равная сумме перенапряжения на зажимах, синхронного генератора 3 и синхронного двигателя 5. При подключении устройства 1 перенапряжения ограничиваются по цепи фаза а синхронного двигателя 5 — диод катодной группы второго неуправляемого выпрямителя 13— одна обкладка конденсатора 11 — дру-. гая обкладка конденсатора 11 — диод анодной группы первого неуправляемого выпрямителя 10 — фаза А синхронного генератора 3, которая оказывается подключенной параллельно к непроводящим тиристорам,.между фазами Ф синхронного генератора 3 и а синхронного двигателя 5, обеспечивая тем самым ограничение величины перенапряжений.

Резистор 12 обеспечивает рассеивание энергии, запасенной в конденсаторе 10 в процессе ограничения коммутационных перенапряжений, Таким образом, применение предлагаемого устройства для ограничения перенапряжений позволяет повысить эффективность защиты от перенапряжений.

В нормальных режимах работы во всем диапазоне регулирования скорос» ти синхронного двигателя 5 напряжение на конденсаторе 1! ниже напряжения срабатывания порогового элемента (стабилитрона) 14, а поэтому в цепи управления оптрона 15 отсутствует сигнал управления. При этом на аварийный выход блока 6 управления не поступает напряжение источника

16 опорного напряжения.

138879

Составитель В. Широков

Редактор И. Николайчук Техред N.Íàäü

Корректор О. Луговая

Заказ 10700/41 Тираж 620

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э ..1 двигателя 5. При этом срабатывает блок 4 защиты от коротких замыканий.

Таким образом, благодаря использованию практически безынерционных управляемого ключа (оптрона) 15 и блока 9 усиления импульсов, величина напряжения на тиристорах в аварий ных режимах не успевает дорасти до опасной для тиристора величины, тем самым обеспечивается более э4@ектив" ная защита тиристорного преобразователя частоты во всех возможных рабо- чих режимах,элекч ропривода.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволит снизить величину коммутационных перенапряжений в рабочих режимах с 900-950 до 650-700 В, а в аварийных— с 1600 до 750-300 В, благодаря чему

1О оказывается возможным снизить класс используемых тиристоров.