Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений преобразователя частоты Советский патент 1986 года по МПК H02H7/12 

Устройство OTiioCKTCH к электротехнике и предназначено для ограничения коммутационных перенапрялсений в .системе преобразователь- двигатель, возникающих при коммутации тока в фазах двигателя.

Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии.

На чертеже представлена функциональная схема устройства,

На схеме изображено устройство 1 защиты от коммутационных перенапряжений преобразователя 2 частоты, вклю- ающего автономный инвертор 3с положительным входом 4 и отрицательным вхо - ом 5, б управления автономным нвертором и };агрузка 7,

Устройство 1 содерлдат выпрямительный мост 8, тиристор 9, датчик 1Q сос- OKHiiH тиристора, конденсатор 1 1 с положительным зажимом 12 и отрицательным з ажидмом IBj датчик 14 напряжения конденсатора 113 блок 15 управления ключами, датчик 16 напряженргя автономного инвертора 3, ключи 17, IS, 19 и 20 с соответстз ггощими входами 215 22, 23, 24 и вькодами 25, 26, 27,, 23,, элемент 29 сравнения.

При работе преобразователя 2 час- тоты, формируюи его ток в статоре электродвигателя, в момент коммутации тока 3 фазах двигателя возникают пере- 1апряжения5 связанные с рассеянием энергии, накопленной в реактантах вигателя.

Изобретение ограничивает описанные коммутационные неренапряжения и работает следующим образом.

По сигналу от блока 6 з правления блок 15 управле1;ия. ключами работает в двух релдамах - двигательном и ,час- TOTHoi o торможенртя,

В двигательном р ежиме он управляет ключами 17 и 20, а в тормозном режие - юночами 18 и 1 9,

. В двигательном режиме в исходном состоянии ключи. 17 и 20, 18 -я 19 разомкнуты, 6 з правления вырабатывает импульсы управления тиристорами инвертора 3. В момент ког- мутацк синх-- ронно с переключением тиристоров автономного инвертора 3 включается тиристор 9, подключая конденсатор 11 через вь гфямительный мост 8 к выходу автономного инвертора 3 Конденсатор 11 начинает заряжаться, в результате уровень коммутационных перенапряжений снилсается.

По мере заряда конденсатора 11 ток заряда уменьшается5 и при достилсении им куля тиристор 9 закрывается. Датчик 10 состояния подает на блок 15 упрг.вления ключами сигнал о прекращении тока в цепи заряда конденсатора 1 1 „ Тогда блок 15 управления ключами .Е ьщает сигнал на управляющие входы ключей 17 и 20 на их переключение. В результате залдамы 12-13 конденсатора доказываются соединеннымисоответс- TBSiKHo с входами 4 и 5 автономного инвертора 3, что создает цепь разряда для конденсатора 11 Разряд конденсатора 11 происходит до т-ех пор, пока напряжев:ие на его обкладках станет напряжению на входе автономного кнв ертора 3. Этот момент равенства напряжений ре истрируется в элементе 29 сравнения по приходу сигналов от датчиков 14 напряжения на конденсаторе 11 и 16 напряжения автоном- ног о инвертора 3, после чего блок 15 упр авления ключами выдает сигнал на управляю1дие входы ключей 17 и 20, размыкающий эти ключи. В результате цепь разряда конденсатора остается разомкнутой.

При наступлении нового коммутационного этапа процесс повторяется.

Для обеспечения возможности возврата З Нергии коммутационных перенад- ряиений; запасенной в конденсаторе 1 1 при частотном торможении двигате

положительного -зажима 12 и отрицательного зажима 13 конденсатора 11 с положительным т- ходом 4 и отрицательным входом 5 автономного инвертора 3 ввкду того, что полярность напряжения на }зходах 4 и 5 автономного инвертора 3 изменяется на- противоположную в

В режиме частотного торможения пре,:1лагаемое устройство 1 за1циты работает аналогичь о описанному двигательному режиму, только с момента прекращения тока в цепи заряда кон- ден1 атора 11 блок 15 управления ключам)- направляет сигналы переклЕочения на управляюи: ле входы ключей 18 и 19, при :зтом ключи замыкаются и соединяют поло 5:ите.т1ьный зажим 12 и отрицатель- зачшм 13 конденсатора 11 соответ- стненно с отрицательным входом-5 и цол(5кительньм входом 4 автономного инв(.. 3.

Выпрямительный мост 8 собран на дрюдах В200, В качестве тиристора

9 и ключей 17-20 использован тиристор марки ТДбЗ. Конденсатор 11 является электролитическим н собран из четырех конденсаторов К-50-3 по последовательно-параллельной схеме. Датчики сост ояния 1-0 и напряжения 14 на конденсаторе 11 и 16 напряжения автономного инвертора 3 представляют собой делители напряжения, собранные на резисторах МЛТ. Блок 15управления ключами собран на пяти микросхемах типа К153УД2.

Введенные четвертый ключ совместно с первым ключом позволяют возвратить энергию коммутационных перенап- ряжений, накопленную в конденсаторе, в преобразователь частоты.Введенные второй и третий ключи выполяют аналогичную функцию .в режиме частотного торможения. .

Благодаря тому, что тиристор и блок управления ключами осуществляют согласованно с процессом коммутации тиристоров автономного инвертора поочередное подключение конденсатора к выходу преобразователя частоты для ограничения коммутационньк перенапряжений и к входу автономного инвертора для возврата накопленной энергии, устройство защиты может работать в широком диапазоне частот преобразователя частоты.

35

Формула изоб; ретения Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений преобразовате- ля частоты, включающего в себя автономный инвертор с бдоком управления, содержащее выпрямительный мост, к зажимам постоянного тока которого через.д

Редактор А.Ворович

Составитель О.Мещерякова

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 4014/49Тираж 612Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

5

5 . 0

5 о

5

последователько соединенные тиристор и датчик состояния тиристора подключен .конденсатор, положительный зажим которого соединен с входом первого ключа, датчик напряжения конденсатора, блок управления ключами, вход сигнала включения ключей которого подключен к выходу датчика состояния тиристора, а управляющий электрод тиристора предназначен для подключения к выходу блока управления автономным инвертором, о тличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь электроэнергии, оно снабжено вторым, третьим и четвертым ключами, элементом сравнения и датчиком напряжения автономного инвертора, причем выход датчика напряжения конденсатора и выход датчика напряжения автономного инвертора подключены к соответствующим входам элемента сравнения, выход которого подключен к входу сигнала вы- ключения ключей блока управл ения ключами, вход сигнала выбора режима работы блока управления ключами предназначен для подключения к выходу блока управления автономным инвертором, при этом управляющие входы второго, третьего и четвертого ключей подключены к выходу блока управления ключами, входы первого и второго ключей соединены вместе, входы третьего и четвертого ключей подключены к отрицатель- . ному зажиму конденсатора, выходы первого и третьего, второго и четвертого ключей соединены попарно и предназначены для подключения соответственно к положительному и отрицательному входным выводам автономного инвертора.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для ограничения коммутационных перенапряжений в системе преобразователь - двигатель, возникающих, при коммутации тока в фазах двигателя. Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии. На входы блока 15 управления ключами поступают сигналы с блока 6 управления автономным инвертором 3, с датчика 10 состояния тиристора 9 и с блока 29 сравнения сигналов, поступающих с датчика 14 .напряжения конденсатора 11 и с датчика 16 напряжения автономного инвертора 3. Тиристор 9 и блок 13 управления ключами осуществляют согласованно с процессом коммутации тиристоров автономного инвертора 3 поочередное подключение конденсатора 11 к выходу преобразователя 2 частоты для ограничения коммутационных перенапряжений и к входу автономного ин.вертора 3 для возврата накопленной энергии. Первый ключ 17 совместно с четвертым ключом 20 позволяют возвратить энергию коммутационных перенапряжений, накопленную в конденсаторе 11, в преобразователь 2 частоты в двигательном режиме. Второй ключ 18 и третий ключ 19 выполняют аналогичную функцию в режиме частотного торможения. 1 ил. с (Л