Способ испытания вентильного преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК1812508 01 й 19/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ льский эчно-прои3"ляндр, И ектротех одствен.В.Кубыше вентильжду паралнтильных ика, 1976,Иэмерени ления ме и ве ектротехн МЗ,Авторское свидетельс М 815642, кл. 6 01 й 19/О (54)СПОСОБИСПЫТАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относитс ке, а именно к преобразов во СССР(71) Научно-исследоватенический институт Науного обьединения "ХЭМ(56) Гельман М.В. и др.ных токов и их распределельными ветвямпреобразователей. - Эл Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для определения разбаланса токов вентильного преобразователя, содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, по величине отклонения тока каждой ветви испытуемой группы вентилей от среднеарифметического тока всех ветвей этой группы, при испытаниях вентильных преобразователей.Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения теплового воздействия, вызванного перепадом температуры по высоте шкафа и рядом расположенными вентилями. на проверяемую ветвь.,Цель достигается тем, что в известном способе испытания вентильного преобразои может быть использовано для определения разбаланса токов вентильного преобразователя, содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, по величине отклонения тока каждой ветви испытуемой группы вентилей от среднеарифметического тока всех ветвей этои группы, при испытаниях вентильных преобразователей. Цель изобретения - повышение точности за счет снижения температурной составляющей погрешности. До испытания определяют температуру каждой из параллельно включенных тиристорных ветвей и температуру поступающего на каждую из них хладагента, При поочередном включении тиристорных ветвей измеряют ток, при котором температура каждой ветви и температура хладагента будут равны соответствующим первоначально измеренным значениям. 1, 1 табл. вателя, содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, согласно ф которому включают преобразователь в ра- ОО боту, измеряют ток через каждый тиристор а при поочередном включении их в работу, согласно изобретению ток устанавливают таким образом, чтобы температура на этом участке (или тиристоре) при протекании через него измеряемого тока соответствовала температуре на этом участке (или тиристоре) при параллельной работе, вводят еще одну дополнительную операцию. по установке температуры хладагента, поступающего для охлаждения (тиристора) измеряемой цепи, равной температуре при параллельной работе всех ветвейПодробно остановимся на анализе известного способа испытания вентильного преобразователя путем измерения прямых(а 2, аз, а 40; а 1О) токов в параллельно соединенных тиристорах, замером падения напряжения на одном из участков ветви, например тиристоре,Рассмотрим для примера работу преобразователя, собранного по наиболее приме няемой схеме: 3-х фазной мостовой с и параллельно соединенными тиристорами в плече, в непрерывном режиме.В этом случае температуру структуры тиристора О любой параллельной ветви 10 можно записать в следующем виде: Вц(9=аз 6+а 4Предположим, что по одной из параллельных ветвей плеча прбтекает ток т.макс, = -1 (пульсации выпрямленного тока не учитываем), а температура структуры тиристора, принадлежащего к этой ветви, составляет 01.Тогда, пользуясь (1), находим ток 1, вызывающий температуру ЬО 1 = 01 Оокр 0 п О= Л О+Оокр+ Оп где ЬО - превыш званное протеканиОокр - темпера Йт - перегрев в (для нижней паралПри этом ение температу ем силового тока тура окружающеи оздуха по высот ельной ветви дп= О).2 От 1(01) Падение напряжения на тиристоребудет иметь вид;Отт(01 ) = Оо( 01) + Вц( О) ЬПри работе одной параллели (в соответствии с методом, когда измеряется ток черезкаждый тиристор при поочередном включении их в работу, устанавливаемый такимобразом, чтобы среднее падение напряжения на этом тиристоре при протекании через него измеряемого тока соответствовалосреднему падению напряжения на параллельно соединенньх тиристорах) Оп = О,Посмотрим, какой ток 2 надо взять, чтобы падение напряжения на тиристоре Отг(й)было равным От 1(0), В этом случае6= Ж + Оокр.,От 2 (62) = Оо(%)+ Вц(%) 2,(Оо % +Вц Ж)2) В р)Откуда, с учетом того, чтоОо( ог) = а 1 62+ а 2,Вц(%) = аз %+а 4,Из (3) находим В т ть пое Рт.макс. - максимальная мощнрь на тиристоре:Рт.макс. = (Оо + Вцтмакс)т.макст.мас, - максимальная величиназ тиристор; гд те тока ном.т,макс =и преобразоватегде ном - номинальныи токля,35К - коэффициент, учитывающий неравномерность деления тока между параллельно включенными тиристорами плеча;Оо - пороговое напряжение тиристорав открытом состоянии;Вц - дифференциальное сопротивлениетиристора в открытом состоянии;Вт . - установившееся тепловое сопротивление структура-охлаждающая среда;Вт= Вт.ст.-к+ Вт,к.-о + Вт.охлВт.ст.к - установившееся тепловое сопротивление структура-корпуса,Вт.к.-о - установившееся тепловое со противление контакта тиристор-охладитель;Вт.охл - установившееся тепловое сопротивление охладителя.Из литературных источников известно,что параметры вольт-амперной характеристики Оо и Вц являются линейно зависимы 5ми от температуры структуры, причем Оо сростом температуры падает, а Вц увеличивается, т.е. 3 Оок + Вта 2 2 + Втеа 4 2 (42% 2 3 - Втг: а 1 г - Вт аз гользуя (4), находим Отг; 2(6) = 33(5г - Вт аз г г ь условием равенй, можно записать ешив которое, опкоторый вызывает ия, что и ток 1: Вц( Оокр) + р) - От 1(01 = 0 (6) И, наконец, пользуяс тва падений напряжени вадратное уравнение, р еделяем искомый ток 2, о же падение напряженВтазОт 1(0 т)2 + (3 + Вта 1 От 1( 012 +3(Оо( Оок Оо1812508 Откуда: Зйд 6 Ькр +йт а 10 т О 1 1+ Зй О +й аа О 2 йта аЗ От Испытуемый преобразователь имеет охлаждающее устройство 17, а на проведение испытаний устанавливается устройство 18 установки величины температуры потока хладагента,Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Включая выключатель 2 и охлаждающее устройство 17, испытуемый преобразователь вводят в работу, Измеряют и запоминают температуру на вентильных ветвях 5-10 и температуру поступающего на них хладагента,Затем исключают все параллельные вентильные ветви, кроме одной, например оставили вентильную ветвь 11. Формируют в ней запомненную температуру тиристора путем изменения нагрузки и температуру хладагента путем регулировки температуры устройства 18 таким образом, чтобы температура тиристора в вентильной ветви 11 и температура хлэдагента были такими же,. 10 15 20 как и при работе всех параллельных ветвей, Измеряют ток через шунт 14 на клеммах 15 и 16,Указанную операцию проводят и для вентильных ветвей 12 и 13. Измеренный ток на шунте 14 дает информацию о делении тока в параллельных вентильных ветвях 11,25 12 и 13.Установка температуры вентильной ветви и установка температуры хлэдагента позволяют при довольно простых операциях значительно повысить точность испытания вентильного преобразователя,. сократить время для разработки приемлемой конструкции ошиновки вентильного преобразователя,30 35 Формула изобретения Способ испытания вентильного преобразователя путем последовательного изме 40 рения прямых токов в каждой изпараллельно соединенных тиристорных ветвей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет снижения температурной составляющей погрешности, измерение тока через каждый тиристор проводят при температуре тиристорной ветви и температуре поступающего на него хладагента, соответствующих температуре тиристорной ветви и температуре поступающего на него хладагента при параллельно включенных тиристорных ветвях,50 Для иллюстрации приведенных вышерассуждений в таблице приводятся данныерасчета токов 11, 12, относительной погрешностии Л - 100% и р и 6 Ьхр11 1211=Оокр.норм, 40 С,дп =О - 20 С(величиной 01задаемся) при комплектовании преобразователя тиристорами типа Т 173-1600 в сборес охладителями типа 0173, скорости воздухав межреберном пространстве 6 м/с, величинах а 1 - а 4, найденным с помощью предельных анодных характеристик в открытомсостоянии.Данные для расчета;а = - 0,00349 В/С; а 2 = 1,49625 В;аз.= 0,00000124 Ом/С; а 4 ==0,000132 Ом;Вт.ст.-к = 0,011 С/Вт,Вт.х,-о = 0,005 С/Вт:Йт.охл. = 0,045 С/Вт.Как видно из приведенной таблицы, относительная погрешность рассмотренногометода определения распределения токовпб параллельным ветвям:1) уменьшается при увеличении номинального тока преобразователя, при котором производится эксперимент (косвенноО 1);2) увеличивается с ростом величины перегрева воздуха по высоте шкафа О,Например, при 01 = 75 С при измененииЙт от 0 до 20 С относительная погрешностьсоставляет 0 - 99,67%.Приведенный расчет позволяет сделатьвывод, что, применяя предложенный методконтроля, можно достичь максимальнойстепени точности измерения прямых токовв параллельно соединенных тиристорах прииспытании вентильного преобразователя;На чертеже приведена электрическаясхема испытательной установки,В состав установки входят: питающаясеть 1, выключатель 2 трехполюсный, испытуемый преобразователь 3, нагрузка 4. Испытуемый преобразователь 3 содержит группы 5-10 параллельно соединенных ветвей, каждая иэ которых, в свою очередь, содержит, например, три параллельно включенные вентильные ветви 11-13 с тиристорами, Шунт 14 имеет выводы 15 и 16.- 1 гйтэаЗццд ) ц д -О О,7 7,43 1,4 Составитель Л. СотниковаТехред М.Моргентал Корректор Т. Вашкович Реда экаэ 1574 Тираж ВМИИПИ Государственного комите 113035, Москва, енно-издательский оизв о 01,669 Р 1006( (ие, 69,Подписное о изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 5, Раушская наб., 4/5