(54) СПСЮОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Изобретение относится к электропреобразовательной полупроводниковой тех.нике, а точнее к способам управления вентиляторами силовых полупроводниковых преобразователей, работающих в условиях повторао-кратковремшных нагрузок. Известны способы управления вентиляторами, при которых вентилятор всегда, когда включен преобразователь, независимо от токовой нагрузки последнего Однако при этом ползгчается значител ный расход воздуха на вентиляцию преобразователя, так как большинство преобразовательных установок (тяговые для метро и железных -дорог, для прокат ных станов и т.д.) лишь 20-25% всего времени работают с номинальной нагруз кой, а мощность вентиляторов значитель на (2О-5О кВт). Наиболее близким к изобретению является способ регулирования потока охлаждающей среды (воздуха) полупроводникового преобразователя, при котороем измеряют токовую нагрузку пре образова-) теля, сравнивают ее с уставкой ив cny-i чае превышения последней подают поток охлаждающей среды (включают вентиля цию), а при Снижении токовой нагрузки ниже уставки пре|фащают цода потока охлаяодающей среды (выклю чают ве гиля- шш) 12 . Недостатком такого способа являетса то, что при отключении вейтшгацин после выключения максимально допустимой токовой нагрузки преобразователь остается перегрётъпл в течение длительного времени. При включении же сравнительно небольщой токовой нагрузки нет необходимости в немедленном включении вентиляции, так как это приводит к излиш- нему расходу энергии. При отключении вентиляшш в мсалеят сброса предельной токовой нагрузки пература элементов преобразователя в течение длительного времейи (5- 1В мин) остается на предельно допустимом уровне, что существенно снижает долговечность силовых полупроводников и ос бенно изоляшга. Этот фактор является существенным для преобразователей с п торно-кратковременньш режимом работы например для выпрямителей тяговых под станций. Если вентиляция от1слючается сразу же при сбросе максимальной нагрузки преобразователя, то при последующем воздействии предельной нагрузки вновь выделяющееся тепло аккумулируется гретом от предыдущего цикла нагрузки преобразователе, повышая его температ ру сверх нормы. -Если к тому же вентиляция включается с задержкой по отнощешпо к моменту наброса нагрузки, то в повторно-кратковремеюпых режимах с вьюокой краткостью перегрузок наблюдается перегрев. Если после режима предельной токовой нагрузки следует режим небольщой нагрузки, при которой преобразователь может работать с естественной вентиляцией, то при отключении вентиляции преобразователь длительное время (до 20-ЗО М1ш) находится в перегретом состоянии, так как переход к новому установившемуся тепловому режиму происходит замедленно. При этом возможно также и превьпиение предельной температуры вентилей. Целью изобретения ятляется снижени потерь энергии и повышение ресурса лупроводникового преобразователя, , Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования потока охлаждающей среды полупроводников го преобразователя, при котором измеряют токовую нагрузку преобразователя, сравнивают ее с уставкой и в случае превышения последней подают охлаждаюшую среду, а при снижении токовой нагрузки ниже уставки прекращают подачу охлаждающей среды, подают и прекращаю подачу охлаждающей среды с задержкой времени по откощению к моменту совпадения токовой нагрузки преобразователя с уставкой, причем при подаче охлаждак , щей среды задержка времени обратно пропорциональна, а при прекращении подачи прямо пропорциональна токовой нагрузке преобразователя до момента совпадения. На фиг. 1 представлена схема уоройс-пза длн осуществления предлагаемого способа; на фиг, 2 - диаграмма работы устройства. Полупроводошковьй преобразовате.г1ь 1 посредством шин 2 подключен к источнику электрся1Итания 3, а при помощи шин 4 - к нагрузке 5. Для принудительной вентиляции преобразователя 1 в процессе егю работы предусмотрен вентилятор 6 с электродвигателем 7, подключенным к сети электропитания посредством контактора 8, Для управления электродвигателем вентилятора, т.е. для его включения и отключения, предусмотрена цепь управления, которая содерншт датчик тока 9, выполненный, например, на базе 3-фазного трансформатора тока. Его выходы подключены к выпрямителю 10, нагружен ному на низкоомный резистор 11. От отпайки последнего получает сигнал блок 12 переменной задерж1си временя, выходные клеммы которого подключены к пороговому элементу 13, от которого получает питание обмотка 14 контактора 8. Блок 12 содержит две цепочки задержки времени, которые включают со- ответстве1шо резисторы 15 и 16, а также общий конденсатор 17 и диод 18. На фир. 2 кривая 19 - кривая мгновенного значения токовой нагрузки преобразователя; кривая 20 - кривая мгновенного значения напряжения на входе порогового элемента 13; кривая 21 диаграмма работы вентилятора 6; кривая 22 - кривая изменения температуры преобразователя. Способ осуществляется следуюЕщм образом. Если токовая нагрузка преобразок1теля 1 меньше пороговой величины, cooi ветствующей уставке О порогового элемента 13, то обмотка 14 обесточена, . и контакты 8 выключены. Вентилятор 6 не работает. При появлении токовой нагрузки преобразователя 1, при которой должен включаться вентилятор 6, сигнал с датчика тока 9 поступает на блок 12 через выпрямитель 10 и резистор 11. Начинается заряд конденсатора 17 через резистор 15, Время заряда до напряжения, соответствующего уставке , примерно обратно пропорционально величине токовой нагрузки преобразователя 1, замеряемой датчиком 9. При срабатьюании порогового элемента 13 включается обмотка 14 контактора 8, и последний включает вентилятор 6. Таким образом, включение
BeHTtuotTopa обеспечивается с задержкой времени д t которая пркме шо odpaiv ко пропорциональна тхжовой нагрухэке 11рео)азователя 1, как это показано на фиг, 2,
На фаг. 2 показана также задержка Cauii, которая получается при сбросе
B „J .-ч
ТОКОВОЙ нагрушси ниже уровня о . Эта задержка об1мсняется тем,, что ксвадеисатор 17 после отключения токовой каг{дгзкй йй Ьбразователя 1 разражается через pesHctop 16. Время разряда до уровня (f и еста. заде{шка цукд, которая яре мерно прооорцнсжальна тоКовов нагрушсе. За это время вентшшгор успевает охпадать преобразователь, псщготовнв его идя приема слэдуююэго импульса токовс нагрузки.
Экспериментальная проверка способа была вьгаолнена на диодных выпр51мнтелях мощностью до 12 МВт на тяговых подстаншшх Московской железной дороги. Опытным путем установлено, что после работы с чассдаым токеш нужна задержка вьвшючения вентилшшн 25 с, после 1 5 -часо Вого тока - 55 с, после двойного часового тока - 115 с, после трезс атного чеххяаого тока - 17О с. Такэке задерккя реализованы в опытяык офазцах BbsipSAfirrenefi производства Талпзанского- Э1лскт|хугех1гаческого завода. При этом время воздействия максимальной температуры на вентили со1фат1шось на 21% по сравнению с 11звес1ш 1м способом регулирования вентшштора (без задержки).
Формула изобретения
Способ регулирования потока охлаждающей среды полупрсжощшкового преоб-г разователя, при кохорс измеряют токо}вую нагруасу преофазователя, сраввиваНУТ ее с уста| ой и в случае превьшения последней подают охлаждеиеощую среду, а при снижении токовой нагрузки ниже уставки прекращают псщачу охлаждавэшей среды, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь энергии и повышения ресурса преобрвзовасеоя, подают и прекращают подачу охла:{одаюшей среды с задержкой времени по отношению к моменту совпадения токовой нагрузки преофазоватеоя с уставкой, причем щж попаче охлаждакноей. среды задержка щ)емени офатно пропоршссшальна, а 11ревра1Ц|91{ш подачи щю- порцисшальва токовой нагрузке преобразователя до момента совпадения.
ifcTC 4HHKH информации, щжнатые во внимание, при экспертизе
устрся1ств электрическрй тяги. М., 1978, с, 138-142.
21
Sbfff.
Sff.
Фуг.
