CS248640B1 - Zapojeni pro ochranu měniče kmitočtu - Google Patents

Abstract

Řešen je problém ochrany měniče kmitočtu, sestávajícího z invertoru prouju napájeného přes tlumivku z řízeného usměrňovače, proti zničení prvků nadpcoudem při kombinovaných poruchových stavech. Při překročeni hodnoty nadproudu usměrňovače se současně s přechodem usměrňovače do invertorového režimu,, zablokují zapínaeí impulsy pro tyristory invertoru proudu.~ Toto je zjištěno vyhodnocovacím pamětovým obvodem, který je připojen na výstup převodníku proudu a svými dvěma výstupy je přippjen na vstup obvodu fázového řízení usměrňovače a na vstup obvodu fázového řízení invertoru proudu.

Description

Vynález se týká zapojení pro ochranu měniče kmitočtu. Při provozu měniče může dojít z mnoha důvodů, například při zničení tyristoru, zkratu v rezonančním obvodu a podobně, k selhání střídačové části invertoru proudu.

Převážná větěina těchto poruchových stavů vede na náhlá zvýžení vstupního proudu usměrňovače. Známé způsoby ochrany využívají přechodu usměrňovače do lnvertorováho režimu, kterým se zajiětuje omezení nadproudového stavu na minimální možnou dobu a tím i ochrana dalších prvků, tyristorů a pojistek proti zničení nadměrným proudem.

Nevýhodou těchto způsobů je jejich neúčinnost při některých kombinovaných poruchách, například při poruchách střldače, která jsou kombinovány s napětovým průrazem mezi silovými a řídícími obvody. V těchto poruchových stavech mohou být řídící obvody usměrňovače parazitně ovlivněny chodem invertoru proudu a generovat tak nežádoucí zapalovací impulsy pro tyristory usměrňovače.

V takovýchto případech dojde k narušení lnvertorováho chodu usměrňovače novým otevřením usměrňovače a nadproudový stav se prodlouží do té míry, že dochází k přepálení pojistek jistících usměrňovač a zpravidla i ke snížení životnosti tyristorů usměrňovače a atřídače.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pro ochranu měniče kmitočtu a převodníkem vstupního proudu usměrňovače, který je svým výstupem připojen přes tlumivku a lnvertor proudu na zatěžovacl renančnl obvod, přičemž k usměrňovači je připojen obvod fázového řízení usměrňovače a k invertoru proudu je připojen obvod fázového řízení invertoru proudu podle _ vynálezu, kde na výstup převodníku proudu je připojen vyhodnocovací paaětový obvod, který svým prvním výstupem je připojen na intervenční vstup pro invertorový režim obvodu fázového řízení usměrňovače a svým druhým výstupem je připojen na blokádový vstup obvodu fázového řízení invertoru proudu.

Výhodou zapojení pro ochranu podle vynálezu je zajiětění spolehlivé funkce mechanismu časového omezení nadproudu, čehož se dosáhne zamezením parazitního vlivu lnvertorové části měniče na řídicí obvody usměrňovače při kombinovaných poruchách.

Je zajištěno, že usměrňovač dostává pouze správná zaplnací impulsy a nadproudový stav může být vlivem zaregulování na vČ_mBX omezen na minimální možnou dobu díky vyloučení možného rušivého vlivu ze strany invertoru proudu. To ve svých důsledcích přináší úspory pojistek a tyristorů. Na přiloženém výkresu je znázorněno blokové schéma pro ochranu měniče kmitočtu podle vynálezu.

Silová část měniče sestává z řízeného tyristorového usměrňovače g, který je svým vstupem připojen přes proudové transformátory převodníku g proudu třífázové symetrické napájecí soustavě a z tyristorového invertoru 2 proudu, jehož vstup je přes tlumivku £ spojen s výstupem usměrňovače g, přičemž výstup invertoru 2 proudu je připojen na zatěžovací rezonanční obvod g.

Indukčnost zatěžovacího rezonančního obvodu g může být například tvořena induktorem ohřívacího zařízení, nebo pecní cívkou taviči pece. Výstup převodníku g proudu je připojen na vyhodnocovací pamětový obvod g, který je svými výstupy připojen na intervenční vstup pro invertorový režim obvodu g fázového řízeni usměrňovače g a na blokádový vstup obvodu £ fázového řízení invertoru X proudu.

Za bezporuchového chodu měniče je střídavý proud z napájecí soustavy usměrňován řízeným tyrlstorovým usměrňovačem g na stejnosměrný proud, který je tlumivkou £ vyhlazen a tyristorovým invertorem 2 proudu přeměněn na proud střídavý o zvýšeném kmitočtu, zpravidla v rozsahu 300 až 10 000 Hz. Tímto střídavým proudem je napájen zatěžovací rezonanční obvod g. Řízení usměrňovače g je ujištěno obvodem 3 fázového řízení usměrňovače g a řízení invertoru 2 proudu obvodem 4 fázového řízení invertoru 2 proudu.

Při selháni funkce invertoru 2 proudu, například při poruše tyristoru v jedné jeho větvi, dojde k náhlému snížení zatěžovací impedance usměrňovače g a tím k nárůstu jeho vstupního proudu. Signál skutečné hodnoty proudu z převodníku 1 proudu způsobí při dosažení hodnoty nadproudu překlopení vyhodnocovacího paměťového obvodu £ do jeho druhého stabilního stavu.

Vlivem signálu z prvního výstupu vyhodnocovacího pamětového obvodu £ dochází ke změně úhlucN, řízení tyristorů usměrňovače g na hodnotu _fflax, ^t0 jest k přechodu do invertorového režimu usměrňovače g, při kterém po navrácení energie akumulované v tlumivce g do napájecí soustavy, dochází k bezproudovému stavu.

Vlivem signálu z druhého výstupu je v obvodu £ fázového řízení invertoru 2 proudu zablokováno vytváření všech zapínacích impulsů pro tyristory invertoru 2 proudu. V invertoru 2 proudu tak nemůže docházet k dalším komutacím a tedy ani k nežádoucímu generování nesprávných zapínacích impulsů v obvodu g fázového řízení usměrňovače g při kombinovaných poruchách zavádějících neočekávané a nepředvídatelné parazitní vazby, snižující odolnost proti rušení, například při napěťových průrazech míst, která mají být galvanicky oddělena.

Po zablokování zapínacích impulsů pro invertor 2 proudu může dojít, pokud je invertor 2 proudu zatížen paralelně sériovým rezonančním obvodem a pokud k poruěe tyristoru došlo pouze v jedné jeho větvi, k uzavření výstupního zkratového proudu usměrňovače g přes tlumivku £ a kondenzátory zatěžovacího rezonančního obvodu g.

V tomto případě, který je v praxi poměrně častý, kdy nejsou výstupní svorky invertoru 2 proudu přímo galvanicky spojeny s indukční cívkou rezonančního obvodu, jako v případě paralelního rezonančního obvodu, dochází vlivem nabití kondenzátorů zatěžovacího rezonančního obvodu £ a tím působení protinapětí za tlumivkou £ ke snížení vrcholové hodnoty nadproudu a tím ke snížení namáhání tyristorů a pojistek.

Zapojení ochrany měniče kmitočtu podle vynálezu je vhodná pro všechny měniče kmitočtu u nichž může dojít k selhání elektrická nmdproudová ochrany usměrňovače vlivem Chodu invertoru při kombinovaná poruše.

Výhody zapojení vyniknou zvláště při využití u měničů větších výkonů, nad 500 kW, pro indukční ohřev a tavbu, využívajících paralelně sériový rezonanční obvod, kde se může uplatnit navíc popsaný mechanismus snížení vrcholové hodnoty nadproudu a kde se značně snižuje riziko ohroženi velkého počtu prvků při nadproudových stavech.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro ochranu měniče tasitočtu s převodníkem vstupního proudu usměrňovače, který je svým vstupem připojen přes tlumivku a invertor proudu na zatěžovací rezonanční obvod, přičemž k usměrňovači je připojen obvod fázového řízení usměrňovače a k invertoru proudu je připojen obvod fázového řízení invertoru proudu, se vyznačuje tím, že na výstup převodníku (1) proudu je připojen vyhodnocovací paměťový obvod (2), který svým prvním výstupem je připojen na intervenční vstup obvodu (3) fázového řízení usměrňovače (5) a svým druhým výstu pea je připojen na blokádový vstup obvodu (4) fázového řízení invertoru (7) proudu.