Способ испытания вентильного преобразователя Советский патент 1993 года по МПК G01R19/00 

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 группывентилей 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 преобразовэтеля, содержащего группы параллельно включенных вентильных ветвей, согласно которому включают преобразователь в работу, измеряют ток через каждый тиристор при поочерёдном 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 ветвей..

Подробно остановимся на анализе известного способа испытания вентильного преобразователя путем измерения прямых

09

Ю

ел

00

токов в параллельно соединенных тиристо- рах, замером падения напряжения на одном из участков ветви, например тиристоре.

Рассмотрим для примера работу преобразователя, собранного по наиболее применяемой схеме: 3-х фазной мостовой с п параллельно соединенными тиристорами в плече, в непрерывном режиме.

В этом случае температуру структуры тиристора В любой параллельной ветви можно записать в следующем виде:

0+вмр + вп,

(за, аз- ЗА 0; ai 0) Rg(0) аз fa at

Предположим, что по одной из параллельных ветвей плеча протекает ток Ь.макс. Н (пульсации выпрямленного тока не учитываем), а температура структуры тиристора, принадлежащего к этой ветви, составляет 0.

Тогда, пользуясь (1), находим ток И, вы- зывающий температуру

A0i 9i-0oKP-0n

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 испытуемойгруппы вентилей от среднеарифметического тока всех ветвей этой 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 ил., 1 табл.

где Д0 - превышение температуры, вы- 15 званное протеканием силового тока:

#окр - температура окружающей среды;

вп - перегрев воздуха по высоте шкафа - (для нижней параллельной ветви $п 0).

При этом20

Рт.

макс

R

тг.

где Рт.макс. максимальная мощность потерь на тиристоре:

Рт.макс. (Uo + Кд тмакс)1т.макс.,

т.мас. - максимальная величина тока через тиристор;

т.макс

ном. К

где ном - номинальный ток преобразоватея;35

40

К - коэффициент, учитывающий неравномерность деления тока между параллельно включенными тиристорами плеча;

Uo пороговое напряжение тиристора в открытом состоянии;

Rg - дифференциальное сопротивление тиристора в открытом состоянии;

установившееся тепловое сопротивление структура-охлаждающая среда;

RTЈ RT.CT.-K + RT.K.-O + Rr.oxn:

RT.CT.-K - установившееся тепловое сопротивление структура-корпуса;

RT.K.-O - установившееся тепловое со- противление контакта тиристор-охлади- тель;

Rr.oxn - установившееся тепловое сопротивление охладителя.

Из литературных источников известно, что параметры вольт-амперной характеристики Uo и Rg являются линейно зависимыми от температуры структуры, причем U0 с ростом температуры падает, a Rg увеличивается, т.е.

Uo(6) ai fa 32,

15

20

25

30

35

40

Uu(g1) + Vu02(0l)+ 12A0lRg(0l) „.2Rfl(0|)

(2)

Падение напряжения на тиристоре UTI($I) будет иметь вид:

UTi(6i) Uo(0i) + Rg(9i)ii.

При работе одной параллели (в соответствии с методом, когда измеряется ток через каждый тиристор при поочередном включении их в работу, устанавливаемый таким образом, чтобы среднее падение напряжения на этом тиристоре при протекании через него измеряемого тока соответствовало среднему падению напряжения на параллельно соединенных тиристорах) вп 0.

Посмотрим, какой ток i2 надо взять, чтобы падение напряжения на тиристоре UT2(&) было равным UTI($I). В этом случае

+ #окР.;

UT2(ft)Uo(ft)+Rg(ft)i2,

(ft).+ Rg(fe-)

Откуда, с учетом того, что Uo{u) ai ft+a2,

Rg(ft) a3 Oi + 34,

Из (3) находим

А, - 3 °КР + RTЈ92 2 4- RTba

3-RT2,ai 2-RTЈ.a3i2: Используя (4), находим UT2(z):

l2

UT2(62) - 3 Uo(Kp) + Rg(0oKp)i2 (5)

3-RTЈ RTSa3i22

И, наконец, пользуясь условием равенства падений напряжений, можно записать квадратное уравнение, решив которое, определяем искомый ток i, который вызывает то же падение напряжения, что и ток И:

RTZa3UTi(0r)i22 + 3Rg(0oKP) + + RTjaiUnt 0i)2 ( вокр) - UTI(I) - 0 (6)

Откуда:

17I3R9(ft)Kp) + RTЈ(alUTl(0l)(P)+RT«aiUTif ),a3Url(.)rUorgal p )-UTirgni

2 RrZ 331(01)..fy

Для иллюстрации приведенных выше рассуждений в таблице приводятся данные расчета токов h, I2. относительной погрешности Л

И-12

100% при &к

-т----1 w w /о I I H L/OKP

#окр .норм . - 40°С, вп 0 - 20°С (величиной в задаемся) при комплектовании преобразователя тиристорами типа Т173-1600 в сборе с охладителями типа 0173, скорости воздуха в межреберном пространстве б м/с, величинах ai-34, найденным с помощью предельных анодных характеристик в открытом состоянии.

Данные для расчета:

31 -0,00349 В/°С: 32 1,49625 В:

эз 0,00000124 Ом/°С; 34

0,000132 Ом;

к.тст.-к 0,011:°С/Вт;

.к.-о 0.005°С/Вт:

Рт.охл. 0,045°С/Вт.

Как видно из приведенной таблицы, относительная погрешность рэссмотренного методе определения распределения токов по параллельным ветвям:

1) уменьшается при увеличении номинального тока преобразователя, при котором производится эксперимент {косвенно 01);

2) увеличивается с ростом величины перегрева воздуха по высоте шкафа #п.

Например, при в 75°С при изменении вп от 0 до 20°С относительная погрешность составляет 0 - 99,67%.

Приведенный расчет позволяет сделать вывод, что, применяя предложенный метод контроля, можно достичь максимальной степени точности измерения прямых токов в параллельно соединенных тиристорах при испытании вентильного преобразователя:

На чертеже приведена электрическая схема испытательной установки.

В состав установки входят; питающзя сеть 1, выключатель 2 трехполюсный, испытуемый преобразователь 3. нагрузка 4.

Испытуемый преобразователь 3 содержит группы 5-10 параллельно соединенных ветвей, каждая из которых, в свою очередь, содержит, например, три парзллельно включенные вентильные ветви 11-1 Зс тиристорами. Шунт 14 имеет выводы 15 и 16.

17«aiU

Испытуемый преобразователь имеет охлаждающее устройство 17, а на проведение испытаний устанавливается устройство 18 установки величины температуры потокэ

хладагента.

Предлагаемый способ реализуется следующим обрззом. 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 а 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 хладагента были такими же, 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, 12 и 13.

Установка температуры вентильной

ветви и установка температуры хладагента позволяют при довольно простых операциях значительно повысить точность испытания вентильного преобразователя, сократить время для разработки приемлемой конструкции ошиновки вентильного преобразователя.

Формула изобретения Способ испытания вентильного преобразователя путем последовательного измерения прямых токов в каждой из параллельно соединенных.тиристорных ветвей, отличающийся 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

нэ него хладагенте при параллельно включенных тиристорных ветвях.

от «W, в

Ц (А) I.

2393,12290,82186207(1,3196,1826.11707,31583, 1323,71152,31009,4.860,9705,,7

1,74681,71751,,65651.,6151,58431,55271,52 1,48611,4938i,616 1,«2821,39331,3568

1393,12278,41154,52020,21873,71827,11673,61504,31315,71102,21152,393, 682,5381,31,8.

00,541,442,84,7701,9759,64 16,7307,3 20,7243,9899,«7

№U