Устройство для защиты от перенапряжений непосредственного преобразователя частоты

; Павский,олодковельский, прои технологиктного элект тельство СССР12, 1978,1978, У б,2,ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ СВ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НЕПОСРЕДСТВЕННОГОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, снабженного блоком управления, содержащеепервый неуправляемый выпрямитель,вход которого предназначен для подключения к входным выводам преобразователя, а выход подсоединен к конденсатору и разрядному элементу, ол и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения эффективности защиты, в него введен второй неуправля-.емый выпрямитель, а разрядный элемент выполнен в виде резистора, при,этом вход второго неуправляемоговыпрямителя предназначен для подключения к выходным выводам преобразователя, а выход подключен параллельновыходу первого неуправляемого выпрямителя. 2. Устройство по и. 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 тиристорного оптрона через пороговый элемент подкпючен к выходам обоих неуправляемых выпрямителей, а источник опорного напряжения через фототиристор оптрона соединен с выходом устройства, предназначенным для подключения к аварийному входу блока управ ления преобразователем.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах частотнорегулируемого синхронного электропривода,Известно устройство для ограничения коммутационных перенапряженийв преобразователе, содержащее первыйнеуправляемый выпрямитель, вход которого предназначен для подключенияк входным выводам преобразователя, 10а выход подсоединен к конденсаторупараллельно конденсатору включеныпоследовательно соединенные резистори 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 13.Недостатком указанного устройства является низкая эффективностьзащиты. Это связано с тем, что в случае применения этого устройствадля защиты тиристоров непосредствен"ного преобразователя частоты, оно 25не обеспечивает защиту тиристоров отсовместного ".уммарного действия напряжения со стороны питающей сетии нагрузки. В связи,с этим задачасоздания устройств, обеспечивающихэффективную защиту тиристорных преобразователей частоты, является ак-,туальной, так как к тиристорам непосредственного преобразователя час"тоты (в случае использования егов тяговом синхронном электроприводе)может прикладываться как ЭДС питающей сети или нагрузка, так и ихсумма.Наиболее близким по технической 4 О 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 1.Однако известное устройствоне обеспечивает эффективной защиты ти" ристоров преобразователя частоты в случае возникновения перенапрякений. со стороны нагрузки, а также в случае появления на тиристорах 55 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 пре" образователя частоты, снабженного блоком управления, содержащее первый неуправляемый выпрямитель, вход которого предназначен для подключе- 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 подключеГно 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 вы138879 В аварийных режимах как только напряженйе на тиристорах преобразователя 2, а следовательно., и на конденсаторе 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 однорременное включение всех тиристоров преобразователя 2 и короткое замыкание ими зажимов синхронного генератора 3 и синхронного ход подсоединен к конденсатору 1 1и разрядному элементу (резистору) 12,второй неуправляемый выпрямитель 13,вход которого предназначен для подключения к выходным выводам преобразователя 2, а выход подключен параллельно выходу первого неуправляемоговыпрямителя 10, пороговый элемент 14, .тиристорный оптрон 15 и источник 16опорного напряжения, при этом светодиод тиристорного оптрона 15 черезпороговый элемент 14 подключен к выходам обоих неуправляемых выпрямителей 10 и 13, а источник 16 опорногонапряжения через фототиристор оптрона 15 соединен с аварийным входом блока 6 управления преобразователя 2.В нормальных режимах работы тиристорного преобразователя 2 частоты блок 6управления вырабатывает импульсы управления тиристорами, каждый из которых через элемент ИЛИ 8 и усилитель 9подается на тиристоры преобразователя 2, При этом на аварийный входблока 6 управления сигиал управления не подается. Тиристоры преобра,зователя 2 как со стороны его входа,так и выхода, через неуправляемыевыпрямители 10 и 13 оказываются подключенными к обкладкам конденсатора 11, 0что обеспечивает ограничение перенапряжений, возникающих при коммутации не только со стороны питающейсети через первый неуправляемыйвыпрямитель 10, но и со стороны на 35грузки через второй неуправляемыйвыпрямитель 13, чем обеспечиваетсяболее эффективная защита преобразователя 2 частоты,. Работа устройства в случае одновременного возникновения перенапряжений на зажимах синхронного генератора 3 и на зажимах синхронногодвигателя 5 осуществляется следующимобразом.45Пусть в определенный момент вреМени, в которой одновременно возникли перенапряжения на зажимах А и 8."+" на Фазе а, состояние тиристоровтакое, при котором соединены фазыВ и С синхронного генератора 3 соответственно с Фазами ь и с синхрон" 55ного двигателя 5. При этом в случаеотсутствия устройства 1 к тиристорампреобразователя 2, подключенным между Фазами А синхронного генератора 3и и синхронного двигателя 5, прикла-,дывалась бы величина перенапряжения,равная сумме перенапряжения на зажимах,синхронного генератора 3 и синхронного двигателя 5, При подключенииустройства 1 перенапряжения ограничиваются по цепи фаза а синхронногодвигателя 5 - диод катодной группывторого 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 оказывает"ся подключенной параллельно к непроводящим тиристорам,.между фазами Асинхронного генератора 3 и а синхронного двигателя 5, обеспечивая темсамым ограничение величины перенапряжений,Резистор 12 обеспечивает рассеивание энергии, запасенной в конденсаторе 10 в процессе ограничения коммутационных перенапряжений,Таким образом, применение предлагаемого устройства для ограниченияперенапряжений позволяет повыситьэффективность защиты от перенапряже.ний,В нормальных режимах работы вовсем 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 нааварийный выход блока 6 управления не поступает напряжение источника16 опорного напряжения.138879 Составитель В. ШирокРедактор И. Николайчук Техред М,Надь рректор О. Лугов з 10700 ИВН 1 Тираж 620ИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д пис Проектная, 4 Патен Филиал ППП ужгороддвигателя 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 эектив" ная защита тиристорного преобразователя частоты во всех возможных рабо-чих режимах,элекчропривода. Предлагаемое устройство по срав нению с известным позволит снизитьвеличину коммутационных перенапряжений в рабочих режимах с 900-950 до 650-700 В, а в аварийных - с 1600 до 750-300 В, благодаря чему О оказывается возможным снизить классиспользуемых тиристоров.