KR100891755B1 - 라인 재생 기능을 가진 컨버터 브리지용 퀀칭 장치 - Google Patents

라인 재생 기능을 가진 컨버터 브리지용 퀀칭 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라인 재생 기능을 가지는 컨버터 브리지(SRB)용 퀀칭 장치(LOV)에 관한 것이고, 상기 점화 펄스들을 사용하여 네트워크 타임 제어 회로(AST)로 제어되는 컨버터 브리지의 3개의 입력들(1U1,1V1,1W1)은 삼상 네트워크의 위상들(U,V,W)에 접속되고 상기 브리지의 두 개의 출력들(1C1,1D1)은 발전기로서 동작될 때 전류를 브리지를 통하여 삼상 네트워크에 다시 공급하는 직류 전류 모터(MOT)에 접속된다. 퀀칭 장치는 전기 및 시간적 변수들의 모니터링에 따라 트리거 펄스들을 방출하는 트리거 유니트(ALE)에 의해 제어된다. 본 발명의 퀀칭 장치(LOV)는 각각 브리지 반쪽(V11,V13,V15; V11',V13',V15' 또는 V14,V16,V12; V14',V16',V12')에 대해, 충전 회로(R1,S1,R2,S2 또는 R3,S3,R4,S4)에 의해 정의된 퀀칭 전압으로 충전될 수 있는 퀀칭 콘텐서(C1 또는 C2)를 포함한다. 퀀칭시 퀀칭 콘텐서들은 트리거 유니트(ALE)에 의해 제어되는 스위치들(V31,V32,V39 또는 V34,V33,V40)에 의해 브리지 빤쪽들에 접속될 수 있다.

Description

라인 재생 기능을 가진 컨버터 브리지용 퀀칭 장치{QUENCHING DEVICE FOR A CONVERTER BRIDGE WITH LINE REGENERATION}
본 발명은 네트워크 타임 제어 회로(network-timed control circuit)에 의한 점화 펄스들로 작동되고, 그 3개의 입력들이 삼상 네트워크의 위상들에 접속되는 라인 재생 기능(line regeneration)을 가진 컨버터 브리지용 퀀칭 장치에 관한 것이고, 상기 컨버터 브리지의 두 개의 출력들은 발전기로서 동작될 때 브리지를 통하여 삼상 네트워크로 다시 전류를 공급하는 DC 모터에 접속되고, 상기 퀀칭 장치는 전기 및 시간 바탕 값들의 모니터링에 따라 트리거 펄스들을 방출하도록 설정되는 트리거 유니트에 의해 작동될 수 있다.
예를들어 출원자의 AT 404 414 B에서 기술된 바와 같이 네트워크 제어 컨버터들의 경우, 전압 또는 전류의 교란, 특히 과전압들 및/또는 정류 결함들은 브리지의 값비싼 사이리스터들 또는 스위치들의 파괴를 유발할 수 있다.
보다 정확하게, 네트워크 제어 컨버터들은 재생 동작시 기본적인 인번터 트립(tripping) 문제에 영향을 미친다. 여기서, 메인 전압 강하 및 충분한 DC 전압의 경우, 예를들어 모터의 대응하는 전기자 전압의 경우, 과전류가 발생하고, 상기 과전류는 추가로 증가하여 컨버터 자체에 의해 더 이상 퀀칭될 수 없다. 그 다음 발생하는 것은 사이리스터들을 보호하기 위하여 제공되는 퓨즈들의 강제 작동이다. 그 결과 고속 반도체 퓨즈들로서 일반적으로 구현되는 퓨즈들을 교체하는데 보다 긴 시간이 걸리기 때문에, 공급시 컨버터 및 모터에 영향을 미치는 고장 시간이 길어진다.
따라서, 예를 들어 출원자의 상기 특허에 기술된 바와 같이 과전류를 제한하고 차단하거나 인버터 트립을 방지하거나, 제어된 방식으로 종료시키기 위하여 여러, 즉 몇몇 경우들에서 복잡한 장치들을 생성하기 위한 노력이 이루어져야 한다.
DC 전류 경로에 놓이는 DC 전류 고속 스위치들은 예를들어 공지되었다. 만약 안전 기능이 보장되려면, 고도하게 제어가능한 쵸크들은 전류 상승을 제한하기 위하여 부가적으로 요구되고, 비용들은 안전 기능에 필요한 크기 및 일반적인 유지 문제와 별개로 대응하여 높아진다.
퀀칭 콘덴서들을 사용하여 직접적인 사이리스터 퀀칭을 위한 다른 방법들은 공지되었고, 예를들어 영으로 완전히 감소될 때까지 제 2 브리지 반쪽의 밸브들상에 모터 전류가 계속하여 전체 부하를 가하는 하나의 콘덴서로 컨버터 브리지의 두 개의 반쪽들중 단지 하나만을 퀀칭하는 방법은 공지되어, 보호는 모든 경우들에서 가능하지 않다. 유사한 방법은 비록 과전압이 모터에 발생되더라도 각각 두 개의 콘덴서들 및 상기 콘덴서와 병렬의 전압 제한기로 브리지 반쪽 모두를 퀀칭하는 것이다. 게다가, 상기 방법들은 만약 변압기가 네트워크 및 컨버터 브리지 사이에 놓이면 메인 정전의 경우 과전압에 대해 보호하지 못한다.
본 발명의 하나의 목적은 개별적으로 사이리스터들 또는 전체적으로 컨버터의 상부쪽 반도체 퓨즈들이 특히 인버터가 트립하는 경우 용융 또는 조로 손상(노화)에 대해 보호되도록 피드백 컨버터의 사이리스터들을 적소에서 빠르게 퀀칭하는 퀀칭 장치를 생성하는 것이다. 퓨즈들이 제공되는 한, 용융 적분값(i2t)은 도달되지 못하고, 퓨즈들 없는 동작의 경우 사이리스터들의 제한 로드 적분값(i2t)은 도달되지 못한다. 게다가, 퀀칭 장치는 특히 네트워크 정전들의 경우, 특히 변압기가 작동하는 동안 주로 정류 결함들을 발생시키고 결과적으로 사이리스터들의 파괴를 유발하는 과전압으로부터 컨버터를 보호해야 한다.
본 발명의 목적은 상기된 타입의 퀀칭 장치에 따라 달성되고, 여기서 본 발명에 따라 각각의 브리지 반쪽에 대한 퀀칭 장치는 충전 회로에 의해 정의된 퀀칭 전압으로 충전될 수 있는 퀀칭 콘덴서를 가지며, 퀀칭시 퀀칭 콘덴서들은 트리거 유니트에 의해 작동되는 스위치들에 의해 브리지 반쪽들에 접속될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제어 스위치들 외에, 6개의 펄스 브리지 회로내에 배열된 다이오드들은 퀀칭 콘덴서들 및 메인 위상들상 브리지 지점들 사이의 접속부들내에 놓이도록 제공된다. 여기서 퀀칭 콘덴서들은 다이오드들 및 접속 가능한 저항기들을 통하여 충전될 수 있다. 이런 방식에서, 퀀칭 콘덴서들의 충전은 큰 부가적인 노력없이 수행될 수 있다.
추가로 정류기 쵸크들은 퀀칭 장치 및 DC 측 브리지 지점들 사이의 접속부에 배치되어, 정류 과정 동안 전류 상승 속도를 제한하도록 제공된다.
만약 퀀칭 장치가 병렬로 접속된 전압 제한기인 전압 제한을 위한 보호 콘덴서를 가지면, 퀀칭 콘덴서는 제어 스위치들을 통하여 브리지의 DC 출력에 접속된다. 이것은 퀀칭 장치 자체의 구성요소들 및 모터가 금지된 과전압들에 대해 보호되는 것을 보장한다.
여기서, 보호 콘덴서는, DC 출력 또는 모터 단자 전압의 극성에 무관하게, 보호 콘덴서 및 전압 제한기의 극성이 동일하게 유지되는 방식으로, 제어 스위치들로 이루어진 브리지 회로를 통하여 컨버터 브리지의 DC 출력에 선택적으로 접속할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 전압 제한기는 저항 쵸퍼로서 구현되고, 다른 말로 필연적인 에너지 소비 속도의 안정기 저항기는 적당할 때 계속적으로 접속되거나 분리된다.
만약 보호 콘덴서가 두 개의 다이오드들을 통하여 브리지 회로내에 배열된 6개의 다이오드들의 DC 측에 영구적으로 접속되면, 네트워크로부터 발생하는 모든 과전압들은 제한될 수 있다.
컨버터 브리지의 AC 지점들이 인덕턴스를 통하여 브리지 회로내에 배열된 6개의 다이오드들의 입력들에 접속되는지는 추가로 감지할 수 있다. 에어 코어 코일들 또는 기생(라인) 인덕턴스들을 포함할 수 있는 상기 인덕턴스들은 브리지 스위치들을 위험하게 할 수 있는 과도하게 빠른 전류 증가를 방지한다.
퀀칭 장치는 컨버터들이 사이리스터들이면 특히 적당하다.
모든 장점들과 함께 본 발명은 도면에 도시된 바와같이 예시적인 실시예를 기초로 보다 상세히 설명된다.
도 1은 연관된 트리거 메카니즘을 가진 본 발명에 따른 퀀칭 장치를 포함하는 DC 모터에 전력을 공급하기 위한 제어 회로에 의해 작동되는 컨버터 브리지의 회로도이다.
도면에 도시된 바와같이, 삼상 네트워크의 3개의 위상들(U,V,W)은 정류기 쵸크들(Lu,Lv,Lw)을 통하여 컨버터 브리지(SRB)의 AC 측에 접속된다. 여기서, 네트워크 퓨즈는 도 2와 관련하여 AT 404 414 B에 기술되고, 도면에 도시되지 않으며, 일반적으로 각각의 위상에 놓인다.
제어된 컨버터 스위치들(V11,...,V16 및 V21,...,V26)은 사이리스터들 또는 유사한 구성요소들로서 구현된다.
제어 장치(AST)는 양쪽 브리지들을 위하여 제공되고, 상기 제어 장치는 사이리스터들의 네트워크 타임 점화를 달성하기 위하여 사용한다. 공지된 방식으로, 점화 타이밍을 이동시킴으로써, 회전 속도 또는 모멘트들을 조절할 수 있다. 네트워크의 3개의 위상 전압들 및 모터 단자 전압은 컨버터 브리지의 제어 및 작동을 위한 대응하는 정보가 제공되도록, 위상 전류들과 같이 두 개의 전류 변압기들(Wu,Ww)을 통하여 제어 회로(AST)에 공급된다.
컨버터 브리지(SRB)의 두 개의 DC 단자들(1C1,1D1)은 발전기로 동작할 때 스위치들(V11,...,V16)을 포함하는 브리지를 통하여 AC 네트워크에 다시 전력을 공급하는 DC 모터(MOT)에 접속된다. 본 발명과 관련하여 발전 동작(네트워크쪽으로 전력의 흐름)만이 관심있다는 것이 주의되어야 한다. 다른 브리지들(V21,...,V26)은 만약 모터의 EMF가 역으로 제공되면(역방향 회전을 요구) 재생 기능으로 동작할 수 있다. 간략화를 위하여, 스위치들(V11,...,V16)을 포함하는 브리지가 현재 라인 재생 기능을 제공되는 경우만 시험된다. 퀀칭을 목적으로 하는 조정을 요구하는 문제는 브리지 공급 전류에서 어떤 것이 현재 제공되든 발생할 수 없다. 구체적으로, 브리지 공급 전류에서 메인 전압 강하의 경우, 전류의 감소가 발생한다. 더 이해를 돕기 위하여, 등가물이 모터(EMF), 전기자 인덕턴스(Larmature) 및 전기자 저항(Rarmature)의 직렬 회로로서 제공될 수 있다는 것이 지적되어야 한다. 브리지(SRB)의 출력 전류는 정격 모터 전류(Iarmature)에 해당한다.
본 발명에 따라 구현되고 동작하는 퀀칭 장치(LOV)는 각각의 브리지 반쪽(V11,V13,V15 또는 V14,V16,V12)(역방향 EMF의 경우, V21,V23,V25 또는 V24,V26,V22에 대해)에 대해, 하기에서 추가로 기술되는 바와 같아, 각각이 지정된 극성으로 충전되는 퀀칭 콘덴서(C1 또는 C2)를 가진다. 퀀칭 콘덴서들(C1 및 C2)의 플러스 극 또는 마이너스 극은 현재 경우 정류기 쵸크들(L1,L2)에 의해 도시된 방식으로 사이리스터들(V31,V32 및 V34,V33)을 통하여 컨버터 브리지(SRB)의 DC 접속부들(1C1 및 1D1)에 접속된다. C1의 마이너스 극, 또는 상기 경우 처럼 C2의 플러스 극은 사이리스터(V39) 및 3개의 다이오드들(V41,V43,V45)을 통하여, 또는 각각 사이리스터(V40) 및 3개의 다이오드들(V44,V46,V42)을 통하여 컨버터 브리지(SRB)의 AC 접속부들(1U1,1V1,1W1)에 접속된다. 접속부들에 삽입되는 쵸크들(LSU,LSV,LSW)은 전류 증가를 제한하고, 에어-코어 코일들 또는 기생(라인) 인덕턴스들 형태를 취할 수 있다.
본 발명에 따른 퀀칭 장치는 보호 콘덴서(C3)를 더 가지며, 상기 보호 콘덴서와 병렬로 전압 제한기(SBG)가 접속된다. 보호 콘덴서(C3)의 마이너스 극은 사이리스터들(V35,V36)을 통하여 컨버터 브리지(SRB)의 DC 단자들(1C1,1D1)에 접속되고, 플러스 극은 사이리스터들(V38,V37)을 통하여 컨버터 브리지(SRB)의 DC 단자들(1C1,1D1)에 접속된다. 퀀칭 콘덴서들(C1,C2)과 대조하여, 보호 콘덴서(C3)는 항상 동일한 극성이고, 사이리스터들(V35,...,V38)은 만약 C1 및 C2의 충전 전압들의 합이 C3의 바이어스 전압 보다 작으면 다이오드들에 의해 대체될 수 있다는 것이 주의 되어야 한다.
브리지 회로내에 배열된 다이오드들(V41,...,V46)의 DC측은 각각 다이오드들(V47 또는 V48)을 통하여 전압 제한기(SBG)의 입력 및 보호 콘덴서(C3)에 접속된다. 퀀칭 과정 동안, 이것은 한편으로 정류기 쵸크들의 전류 감소를 허용하고, 컨버터 브리지들이 정상적으로 동작(모터 및 발전기)하는 경우, 네트워크로부터의 과도 과전압들 및 컨버터 자체로부터의 정류 전압 스파이크들의 취급을 허용한다.
처음에 퀀칭 과정이 설명되고(도면에서 도시된 모터 EMF의 극성에 대해), 여기서 도면에 따라, 충전된 퀀칭 콘덴서들(C1,C2)이 가정된다. 추후에 충전은 하기에서 설명된다.
트리거 유니트(ALE)에 의해 퀀칭 사이리스터들(V31,V33 및 V39,V40)의 점화 후, 상부 브리지 반쪽(V11,V13,V15)의 전류는 퀀칭 콘덴서(C1)로 정류하고, 하부 브리지 반쪽(V14,V16,V12)로부터의 전류들은 퀀칭 콘덴서(C2)로 정류하고, 이에 의해 공급 컨버터(V11,...,V16)의 모든 전류들은 즉각적으로 퀀칭된다. 동시에 퀀칭 펄스들(퀀칭 사이리스터들에 대한 점화 펄스들)의 방출과 동시에, 브리지(SRB)에 대한 점화 펄스들은 차단된다.
퀀칭 콘덴서들(C1,C2)의 전압은 퀀칭 콘덴서(C2)가 최근에 점화된 사이리스터들(V35 및 V37)을 통하여 전압 제한기(SBG)내에 배치된 콘덴서(C3)로 정류할 때까지 모터 전류의 결과로서 역전한다. 만약 C3의 전압이 제한기(SGB)의 제한 레벨에 아직 도달되지 않으면, 모터 전류에 의해 이 제한 레벨까지 충전된다. 역방향 모터(EMF)의 경우에만 사이리스터들(V32,V34,V36 및 V38)을 통하여 전류가 흐른다는 것이 주의된다.
모터 전압(장치 단자들의 모터 전압)의 극성이 퀀칭 처리에 의해 잠시 역전(약 1ms 동안)된다는 가정하에, 전압 제한기(SBG) 및 그 기능의 보다 상세한 설명이 뒤따른다. 일단 본래 모터 전압에 다시 도달되면, 모터 전류는 퀀칭 시점에서 처음 값과 비교하여 약간 증가한다. 모터의 전기자 인덕턴스 전류는 보다 높은 전압에 의해 영으로 감소되고, 이 전압은 최대 값으로 제한하기 위하여 전압 제한기(SBG)에 의해 조절된다.
상기 제한은 안정기 저항기들을 제한기(SBG)의 입력 단자들 및 따라서 보호 콘덴서(C3)에 제어 접속함으로써 공지된 방식으로 발생한다. 전압 레벨에 따라, 안정기 저항기들은 다른 클럭 속도로 스위칭 온되고, 전기 에너지는 열 에너지로 전환된다. 실제로, 예를들어, 약 10% 히스테리시스를 가진 두 지점 조절기는 제공되어, 안정기 저항기들을 스위치 온 및 오프한다. 보다 높은 총 퀀칭 전압을 달성하기 위하여, 전압 제한기(SBG)는 사이리스터들(V35,...,V38)을 통하여 퀀칭 콘덴서들(C1,C2)의 역전 동안만 접속될 수 있다. 4 개의 다이오드들은 사용되지만, 이들이 C3를 가진 브리지 컨버터를 필수적으로 형성하기 때문에, 정류 시작시 지정된 총 퀀칭 전압은 C3의 현재 전압 값을 초과하여 상당한(제한되지 않은/손상을 일으키는) 전력 서지를 유발한다. 이런 이유로, 4개의 사이리스터들은 퀀칭 콘덴서 전압들(C1 및 C2)의 영 교차 시점쯤에 점화되도록 사용된다. 그러므로 상기된 바와같이 제한기로 정류하는 모터 전류가 규정(또는 표시되거나 다소 일정한)되기 때문에 위험이 더 이상 존재하지 않는다. 보호 콘덴서로서 설계된 콘덴서(C3)는 만약 다른 제한기(SBG)가 사용되면 필요하지 않고, 상기 경우 전압 종속 저항기들 또는 제너 다이오드들은 고려될 수 있다.
그러나, 전압 제한기(SBG)는 다이오드들(V47,V48)을 통하여 다이오드 브리지(V41,V46)에 영구적으로 접속된다. 이것은 네트워크로부터 발생하는 모든 과전압들이 제한되게 한다. 예를들어 상당한 과전압들은 로딩 하에서 직렬 접속 변압기를 스위칭 오프할 때 발생할 수 있다.
전압 제한기(SBG)의 상기 저항기들에서 연속적인 전력 손실을 방지하기 위하여, 전압 제한기는 다소 낮은 전압 임계값을 가진 추가 스위치를 구비하고, 여기서 클럭("쵸핑") 저항기들 또는 하나의 저항기는 전압 제한기의 정격 값들보다 상당히 높은 저항을 가진다.
실무적인 실시예에서, 예를들어 쵸핑된 저항기가 효과적으로 250 mOhm을 가지는 것이 주의되어야 한다. IGBT 스위치들, 및 각각 1 Ohm의 4개의 저항기들이 병렬로 구현된다. 제한적인 경우, 900A의 전류는 각각의 저항기를 통하여 흐른다.
두 개의 퀀칭 콘덴서들(C1,C2)은 상호링크된 메인 전압의 피크 값의 일부 - 통상적으로 0.5 내지 0.9 -로 충전되어야 한다. 두 개의 퀀칭 콘덴서들(C1 및 C2)은 퀀칭 처리 후 역으로 충전된다. 그러므로, 하기된 회로의 결과로서, 엄격히 말하면 첫번째로 영으로 방전 후, 그 다음 충전이 이루어진다. 본 발명의 원리에서, 두 개의 콘덴서들의 충전이 발생하는 방식은 중요하지 않지만, 퀀칭 장치에 대한 전체 회로에 집적된 검증된 충전 회로 장치의 설명이 뒤따른다. 각각의 퀀칭 콘덴서(C1 또는 C2)에 대해, 상기 퀀칭 콘덴서(C1 또는 C2)는 각각 두 개의 충전 저항기들(R1,R2 또는 R3,R4)을 가지며, 브리지 회로(V41,...,V46)의 플러스 극(R1,R3) 또는 마이너스 극(R2,R4)에 유도된다. 충전 저항기들(R1,R2 및 R3,R4)과 직렬로 배열된 C1에 대한 스위치들(S1,S2) 및 C2에 대한 스위치들(S3,S4)은 두 지점 조절기(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 충전은 퀀칭 사이리스터들이 스위치 오프될 때만 가능하다. 게다가, 이 회로는 각각 사이리스터들(V31 및 V33 또는 V32 및 V34)상에 두 배의 전압 로딩을 방지하기 위하여 사용한다.
퀀칭의 경우, 퀀칭 콘덴서들(C1 및 C2)에 대한 전압의 역전 동안 퀀칭 사이리스터들의 점화 후 바로, 상기 사이리스터들은 충전 전류에 의해 성공적인 전류 강화 후 퀀칭 사이리스터들이 도전 상태로 유지되지 못하도록 하기 위하여 상기된 반도체 스위치들(S1...S4)에 의해 충전 회로로부터 분리된다. 이것은 실제로 충전 저항기들(R1,...,R4)의 오버로딩을 유발하는 추가 충전 과정을 방지한다. 콘덴서들(C2 및 C2)이 충분히 한번 더 충전되자 마자, 새로운 퀀칭 처리가 발생하지만, 특정 시간 기간내에서 퀀칭 처리의 반복 주파수 또는 퀀칭 처리 수는 회로, 특히 충전 저항기들 및 전압 제한기의 크기 설정에 의해 결정된다.
본 발명의 직접적인 주제는 아니지만 전체적으로 회로의 제어는 컨버터와 통신하기 위한 마이크로처리기 지원부를 가진 아날로그 회로에 의해 이루어질 수 있다. 퀀칭 사이리스터들의 작동을 위한 트리거링 기준은 측정된 전압들 및 전류들 및/또는 시간들을 기초로 소프트웨어에 의해 결정된다. 상기된 바와같이 비록 본 발명이 이것과 관련되지 않지만, (결함) 동작 상태들의 몇몇 예들은 제공되고 본 발명의 퀀칭 장치에 의해 정류될 수 있다.
높은 또는 중간 전압 설비들에서 점화 스트라이크들의 경우, 스파크 갭들 또는 가스 충전 과전압 보호 엘리먼트들은 점화된다. 상기 엘리먼트들은 다음 전류가 영에 교차할 때까지 연소한다. 이것은 3 및 20 ms 사이에서 지속하는 낮은 임피던스 메인 전압 강하를 유발한다. 그러나, 보다 긴 메인 전압 강하가 발생하는 것은 가능하고, 여기서 하나 또는 그 이상의 변압기들 또는 다른 로드들은 네트워크가 영에서 낮은 임피던스로 네트워크를 유지하게 한다.
동일한 네트워크에서 병렬 전기 회로에 영향을 미치는 단락 회로의 경우, 우선 메인 전압 강하가 발생하고, 그 후 대응하는 퓨즈가 녹고, 네트워크로부터 결함 전기 회로를 분리시킨다. 이런 방식에서 단락 과전압 펄스는 발생하고, 정전 기간 및 세기는 네트워크 임피던스 및 잔류 전류에 따른다.
다른 가능한 저임피던스 네트워크 정전들은 모두 공급 네트워크의 모든 종류의 단락 회로들이다.
저임피던스 메인 결함들에 관련되고, 동시에 컨버터를 통하여 동일한 네트워 크에 피드백되는 인용된 예들의 경우에서, 모터 전류는, 트리거 유니트가 퀀칭 장치를 셧 다운할 것을 요구할 때까지 EMF, 및 전기자 인덕턴스 플러스 네트워크 임피던스에 따라 증가한다. 평균 턴 오프 시간, 다른 말로 모터 전류가 영으로 될때까지의 시간은 대략 5ms이다. 메인 OK에서 임의의 과전압 피크들은 상기된 바와같이 제한된다.
컨버터 바로 앞에 있는 메인 접촉기를 스위칭 오프할 때, 정류 인덕턴스들 및 전기자 인덕턴스가 방전하는 것은 가능하다. 이것은 연속하여 작동하는 네트워크 전압 제한에 의해 이미 기술된 바와같이 달성된다. 인버터 트립이 전압 제한기 없이 발생하지 않지만, 일반적으로 교차 점화가 발생하다. 전력의 감소는 주로 메인 접촉기에서 발생하지만, 접촉 내구성만으로 방지될 수 있다.
예를들어 중간 전압 레벨에서 공급 변압기를 셧다운할 때, 네트워크의 보다 높은 내부 저항은 전류의 큰 증가를 발생시키지 않는다(인버터 작동중인 경우). 그러나, 컨버터의 특정 사이리스터들은 더 이상 퀀칭하지 않으므로, 교차 점화를 유발한다. 이런 조건은 타임 방식으로 검출되고, 퀀칭 장치는 전류의 셧다운을 시작한다. 지정된 변압기의 자기소거를 통하여 발생하는 임의의 과전압들은 차례로 퀀칭 장치(전압 제한기와 병렬의 C3에 대한 다이오드 브리지 V41,...,V46 내지 V47,V48)에 의해 제한된다.

Claims (11)

  1. 네트워크 타임 제어 회로(AST)에 의한 점화 펄스들로 작동되고 3개의 입력들(1U1,1V1,1W1)이 삼상 네트워크의 위상들(U,V,W)에 접속되는 라인 재생 기능을 가진 컨버터 브리지(SRB)용 퀀칭 장치(LOV)에서,
    상기 브리지의 두 개의 출력들(1C1,1D1)은 발전기로서 동작될 때 삼상 네트워크에 다시 전류를 공급하는 DC 모터(MOT)에 접속되고,
    퀀칭 장치가 전기 및 시간 바탕 값들의 모니터링에 따라 트리거 펄스들을 방출하기 위하여 설정되는 트리거 유니트(ALE)에 의해 작동될 수 있는,
    상기 퀀칭 장치로서,
    상기 퀀칭 장치(LOV)는 충전 회로(R1,S1,R2,S2 또는 R3,S3,R4,S4)에 의해 정의된 퀀칭 전압으로 충전될 수 있는 각각의 컨버터 브리지 반쪽(V11,V13,V15; V21,V23,V25 또는 V14,V16,V12; V24,V26,V22)에 대한 퀀칭 콘덴서(C1 또는 C2)를 가지며, 퀀칭의 경우, 퀀칭 콘덴서들(C1 또는 C2)은 6개의 극 브리지 회로의 다이오드들(V41,V43,V45; V44,V46,V42)을 통하여 트리거 유니트(ALE)에 의해 작동되는 스위치들(V31,V32,V39 또는 V34,V33,V40)에 의해 브리지 반쪽들에 접속될 수 있고, 상기 퀀칭 장치(LOV)는 전압 제한기(SBG)와 병렬로 접속된 전압 제한을 위한 보호 콘덴서(C3)를 가지며, 상기 보호 콘덴서(C3)는 제어된 스위치들(V35,V37 또는 V36,V38)을 통하여 브리지의 출력들(1C1,1D1)에 접속되고, 상기 보호 콘덴서(C3)는 두 개의 다이오드들(V47,V48)을 통하여 브리지 회로에 배열된 6개의 다이오드들(V41,V43,V45; V44,V46,V42)의 DC측에 영구적으로 접속되는,
    퀀칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 퀀칭 콘덴서들(C1,C2)은 다이오드들(V41,...,V46) 및 접속 가능한 저항기들(R1,...,R4)을 통하여 충전될 수 있는,
    퀀칭 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 정류기 쵸크들(L1,L2)은 상기 퀀칭 콘덴서(C1,C2) 및 DC 측 브리지 지점들 사이의 접속부에 놓이는,
    퀀칭 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보호 콘덴서(C3)는, 보호 콘덴서(C3) 및 상기 보호 콘덴서(C3)와 병렬로 연결된 전압 제한기(SBG)의 극성이 DC 출력 또는 모터 단자 전압의 극성과 무관하게 동일하게 유지되는 방식으로 제어된 스위치들(V35,...,V38)을 포함하는 브리지 회로를 통하여 컨버터 브리지의 DC 출력(1C1,1D1)에 선택적으로 스위칭될 수 있는,
    퀀칭 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전압 제한기(SBG)는 저항 쵸퍼로서 구현되는,
    퀀칭 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 컨버터 브리지(V11,...,V16, V21,...,V26)의 AC 지점들은 인덕턴스들(LSU, LSV, LSW)을 통하여 브리지 회로에 배열된 6개의 다이오드들(V41,...,V46)의 입력들에 접속되는,
    퀀칭 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 인덕턴스(LSU,LSV,LSW)는 에어 코어 코일들 또는 기생 인던턴스들 형태를 가지는,
    퀀칭 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 컨버터들은 사이리스터들인,
    퀀칭 장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7629761B2 (en) * 2007-07-13 2009-12-08 Xerox Corporation System for measuring current in multiple motor coils using a single sensing element
RU2456741C1 (ru) * 2011-03-14 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Способ управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока
DE102013216831A1 (de) * 2013-08-23 2015-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Wandlerschaltung und Verfahren zum Betrieb einer solchen
CN107086830B (zh) * 2017-05-03 2019-02-15 上海理工大学 直流电动驱动装置以及电动设备
CN106655924B (zh) * 2016-12-28 2019-01-29 上海理工大学 直流电机、斩波电路、直流电动驱动装置以及电动设备
CN106849784B (zh) * 2017-04-06 2023-06-20 上海理工大学 直流电动驱动装置以及电动设备
CN107070323B (zh) * 2017-04-19 2019-03-22 上海理工大学 电动驱动装置以及电动设备
CN106849782B (zh) * 2017-04-19 2019-02-15 上海理工大学 电动驱动装置以及电动设备
CN107070325B (zh) * 2017-05-03 2019-03-22 上海理工大学 直流电动驱动装置以及电动设备
CN106911272B (zh) * 2017-05-03 2019-03-01 上海理工大学 直流电动驱动装置以及电动设备
CN107086831B (zh) * 2017-05-03 2019-04-30 上海理工大学 直流电动驱动装置以及电动设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3030186A1 (de) * 1980-03-28 1982-02-25 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Steuerverfahren fuer eine vollsteuerbare stromrichterbruecke mit loescheinrichtung in 2 c-schaltung
DE19539573A1 (de) * 1995-10-25 1997-04-30 Asea Brown Boveri Summenlöschkreis für einen Thyristor-Stromrichter
DE19543702A1 (de) * 1995-11-23 1997-05-28 Asea Brown Boveri Stromrichterschaltungsanordnung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU556691A1 (ru) * 1975-05-26 1977-11-05 Предприятие П/Я В-8835 Автономный инвертор
DE2642412C2 (de) * 1976-09-21 1978-08-31 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zum Betrieb einer Wechselrichterschaltung
SU1005252A1 (ru) * 1979-02-05 1983-03-15 Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова Вентильный преобразователь,ведомый сетью
IN172421B (ko) 1989-03-14 1993-07-24 Kone Elevator Gmbh
DE4136730A1 (de) * 1991-11-05 1993-05-06 Elpro Ag Berlin - Industrieelektronik Und Anlagenbau -, O-1140 Berlin, De Spannungsbegrenzerschaltung fuer eine elektronische loescheinrichtung zur havarieabschaltung von stromrichtern
AT404414B (de) 1995-08-28 1998-11-25 Siemens Ag Oesterreich Thyristorschutz durch wechselrichterkipperkennung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3030186A1 (de) * 1980-03-28 1982-02-25 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Steuerverfahren fuer eine vollsteuerbare stromrichterbruecke mit loescheinrichtung in 2 c-schaltung
DE19539573A1 (de) * 1995-10-25 1997-04-30 Asea Brown Boveri Summenlöschkreis für einen Thyristor-Stromrichter
DE19543702A1 (de) * 1995-11-23 1997-05-28 Asea Brown Boveri Stromrichterschaltungsanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
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EP1766771A1 (de) 2007-03-28
WO2006005563A1 (de) 2006-01-19
AT500585A1 (de) 2006-02-15

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