Устройство для защиты от перенапряжений статического преобразователя частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК убей Н 02 Н 7/12(1:.:ЬХЬГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(53) 621.316.925.4(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 610232, кл. Н 02 Н 7/10, 1976.2. Авторское свидетельство СССР М 864419, кл. Н 02 Н 7/20, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, в звене постоянного тока которого включены катушки сглаживающего реактора, содержащее первые цепочки последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, соединенные с выводами, предназначенными для подключения к фазам на входе и выходе преобразователя, и вторые цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, первый вывод каждой из которых предназначен для подключения к первому выводу соответствующей катушки сглаживающего реактора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности и упрощения, вторые выводы вторых цепочек из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов предназначены щй для подключения к вторым выводам соответствующих катушек сглаживающего реактора.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике, и можетбыть использовано для защиты тиристорного преобразователя частоты сявно выраженным звеном постоянноготока.Известно устройство для защитыпреобразователя от перенапряжений,содержащее демпфирующее сопротивление и конденсаторы, включенныена входе и выходе преобразователяв две звезды, между общими точками которых включено указанноесопротивление13.Однако при увеличенных значениях собственных емкостей оборудования преобразователя и нагрузкиотносительно земли, например в случаеподсоединения нагрузки к преобразователю через длинный кабель, установленная мощность конденсаторов,необходимая для ограничения перенапряжения относительно земли, оказывается недопустимо большой.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для зашиты отперенапряжений статического преобразователя частоты, в звене постоянного тока которого включены катушки сглаживающего реактора, содержащее первые цепочки последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, соединенные с выводами,предназначенными для подключенияк фазам на входе и выходе преобразователя, и вторые цепочки иэ последовательно соединенных резисторов иконденсаторов, первый вывод каждойиз которых предназначен для подключения к первому выводу соответствующей катушки сглаживающего реактора.В данном устройстве ограничениемеждуфазных коммутационных перенапряжений и перенапряжений относительно земли осуществляется разнымиемкостно-омическими цепочками, чтопозволяет подобрать их параметрыоптимальным образом (,2 3,Недостатком устройства являетсянеобходимость установки четырехдополнительных цепочек и повышеннаямощность потерь, выделяющаяся в нихот пульсаций напряжения звена постоянного тока преобразователя,Цель изобретения - повышение экономичности и упрощение.Цель достигается тем, что в устройстве для защиты от перенапряженийстатического преобразователя частотыв звене постоянного тока которого.включены катушки сглаживающего реактора, содержащем первые цепочки последовательно соединенных резисторови конденсаторов, соединенные .с выводами, предназначенными для подключения к фазам на входе и выходе пре. обраэователя, и вторые цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, первый вывод каждой из которых предназначен для подключения к первому выводу соответствующей катушки сглаживающего реактора, вторые выводы вторых цепочек из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов предназначены для подключения к вторым выводам соответствующих катушек сгла живающего реактора.На чертеже показана схема устройства.Устройство для защиты преобразователя 1 частоты, состоящего из выпрямителя 2 и инвертора 3, между которыми включены катушки 4 сглаживающего реактора (звено постоянного тока), содержит первые цепочки из последовательно соединенных резисторов 5 и конденсаторов б, включенных в каждую фазу на входе и выходе преобразователя. Параллельно катушкам 4 сглаживающего реактора включены вторые (дополнительные) цепочки из последовательно соединенных резисторов 7 и конденсаторов 8.Устройство работает следующим образом.При коммутации вентилей выпрямителя и инвертора за счет наличия в силовой схеме преобразователя индуктивностей и емкостей развиваются колебательные электромагнитныепроцессы, сопровождающиеся перенапряжениями. Эти перенапряжениявозникают как между фазами на входеи выходе преобразователя, так и наэлементах его оборудования и нагрузки относительно земли.Цепочки последовательно соединенных резисторов 5 и конденсаторов б,включенные на входе и выходе преобразователя, снижают добротностьколебательных контуров, процессы вкоторых приводят к междуфазным перенапряжениям, За счет этого обеспечивается ограничение междуфазныхперенапряжений,Перенапряжения относительно земливозникают при.коммутациях за счетэлектромагнитных колебательных процессов в контурах, образованных индуктивностями катушек 4 сглаживающего реактора, собственными емкостями оборудования преобразователя 1и нагрузки относительно земли, Подключение параллельно катушкам сглаживающего реактора цепочек из последовательно соединенных резисторов 7и конденсаторов 8 также снижает добротность указанных контуров н обеспечивает ограничение перенапряженийотносительно земли,В резисторах помимо потерь отдемпфирования колебательных процессов выделяются потери, обусловленные"в(Етлв 5 л 4 Ев+ви(Етл У" Р) Е со Составитель В, ШироковРедактор Л. Авраменко Техред И.Асталош Корректор А, Дзятко Заказ 4218/43 Тираж 614 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 в основном токами перезаряда конденсаторов при скачкообразных изменениях выпрямленного напряжения выпрямителя и противо-ЭДС инвертора.Если по условиям ограничения пере напряжения относительно земли величи на емкости, эквивалентной демпфирующей цепи, равна Со , то каждый конденсатор 8 должен иметь емкость Сд = =Со/2, поскольку для процессов относительно земли цепочки из резисторов 10 7 и конденсаторов 8 включены параллельно.Потери в резисторах 7 от пульсаций выпрямленного напряжения выпрямителя и противо-ЭЧС инвертора (Р) могут 15 быть оценены по соотношению Е в 1 С)г (Е 5 р . ,тли тли2ЬР=2 2 в 2 СДртв+2 25 где ш ,Е ,- число фаз, амплиту-втлвда линейного напряжения и частота напряжения на входевыпрямителя;Етл и - л фаз амплитуда и частота напряжения на выходе инвертора)о(д - углы управления выпрямителя и инверто. 35ра,После преобразований, с учетом того, что Сдо = Со 2, полУчаем В устройстве-протитопе установлено четыре дополнительных цепочки из последовательно соединенных резисторов и конденсаторов, причем в соответствии со схемой прототипа величина емкости дополнительных цепочек Сд = С , так как при цепочки лля Ао опроцессов относительно земли включены параллельно-последовательно.По отношению к пульсациям напряжения выпрямителя и противо-ЭЧС инвертора дополнительные цепочки включены, как следует из схемы устройства-прототипа, попарно последовательно. При такой схеме их включения потери от пульсаций в устройстве прототипа (Р), могут быть оценены по соотношению Поскольку в ланном случае С =Гпосле преобразований получим аР:-,(е ,улй( е, (е, ул( К)с, ( Таким образом, сравнение потерь, выделяющихся в Я С-цепочках прет лагаемого устройства соотношение (2), и потерь, выделяющихся в Р С-цепочках устройства-прототипа соотношение (4) показывает, что пред- лагаемое устройство является более экономичным (потери в нем меньше в два раза) и в то же время более простым (вместо четырех дополнительных цепочек включены только две)