RU169659U1 - DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS-FREE EXCITATION SYSTEM - Google Patents
DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS-FREE EXCITATION SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU169659U1 RU169659U1 RU2016134624U RU2016134624U RU169659U1 RU 169659 U1 RU169659 U1 RU 169659U1 RU 2016134624 U RU2016134624 U RU 2016134624U RU 2016134624 U RU2016134624 U RU 2016134624U RU 169659 U1 RU169659 U1 RU 169659U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thyristor
- brushless
- circuit
- synchronous machine
- excitation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Заявляемая полезная модель относится к электромашиностроению и касается особенностей конструкции устройства для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины с бесщёточной системой возбуждения. Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в снижении скорости нарастания разрядного тока di/dt конденсатора защитной RC-цепи через тиристор устройства для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины, что увеличивает ресурс работы тиристора и соответственно позволит улучшить эксплуатационные характеристики заявляемого устройства. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины с бесщёточной системой возбуждения, содержащем тиристор, включенный встречно-параллельно диодам выпрямителя бесщёточного возбудителя и защищенный от коммутационных перенапряжений RC-цепью, блок управления тиристором, включенный последовательно с пороговым элементом, в цепи анода или катода тиристора включен коммутационный реактор. 2 ил.The inventive utility model relates to electrical engineering and relates to the design features of the device for surge protection on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system. The technical result achieved by using the claimed utility model is to reduce the rate of rise of the discharge current di / dt of the capacitor of the protective RC circuit through the thyristor of the device for surge protection on the excitation winding of the synchronous machine, which increases the life of the thyristor and, accordingly, will improve the operational characteristics of the claimed devices. The problem is solved in that in the device for overvoltage protection on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system containing a thyristor, connected in parallel with the rectifier diodes of the brushless exciter and protected against switching overvoltages by an RC circuit, a thyristor control unit connected in series with a threshold element, in the circuit of the anode or cathode of the thyristor includes a switching reactor. 2 ill.
Description
Заявляемая полезная модель относится к электромашиностроению и касается особенностей конструкции устройства для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины с бесщёточной системой возбуждения.The inventive utility model relates to electrical engineering and relates to the design features of the device for surge protection on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system.
Из уровня техники известны различные варианты выполнения устройств аналогичного назначения.The prior art various embodiments of devices for similar purposes.
Так, известно устройство, а именно, блок защиты от перенапряжения в электрической машине, раскрытый в описании полезной модели «Бесщёточная система возбуждения синхронной машины» РФ по патенту №134716. В этом устройстве предусмотрены блоки защит от перенапряжений со стороны ротора и коммутационных перенапряжений. Данные блоки установлены на секции радиатора между двумя тиристорами с одной стороны и одним из диодов выпрямителя - с другой стороны. Два ленточных резистора тиристорной защиты размещены на ступице возбудителя под диодами выпрямителя. Выводы резисторов подключены к соответствующим тиристорам.So, it is known a device, namely, an overvoltage protection unit in an electric machine, disclosed in the description of the utility model "Brushless excitation system of a synchronous machine" of the Russian Federation according to patent No. 134716. This device provides overvoltage protection blocks from the rotor and switching overvoltages. These blocks are mounted on the radiator section between two thyristors on the one hand and one of the rectifier diodes on the other. Two tape thyristor protection resistors are located on the pathway hub under the rectifier diodes. The findings of the resistors are connected to the corresponding thyristors.
Данное устройства характеризуются наличием двух тиристоров, двух ленточных резисторов, устройством для управления двумя тиристорами и его установка в ограниченных габаритах ротора бесщёточного возбудителя не всегда возможна или вызывает определенные затруднения. This device is characterized by the presence of two thyristors, two tape resistors, a device for controlling two thyristors and its installation in the limited dimensions of the rotor of the brushless pathogen is not always possible or causes certain difficulties.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины с бесщёточной системой возбуждения, в котором тиристор, включен встречно-параллельно диодам выпрямителя бесщёточного возбудителя (а.с. СССР № 534010). The closest in technical essence to the claimed utility model is a device for overvoltage protection on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system in which the thyristor is connected counter-parallel to the rectifier diodes of the brushless exciter (AS USSR No. 534010).
Недостатком известных устройств является отсутствие элементов, ограничивающих скорость нарастания разрядного тока di/dt конденсатора защитной RC – цепи, предназначенной для защиты от коммутационных перенапряжений полупроводникового выпрямителя, через тиристор при его открытии. Скорость нарастания разрядного тока di/dt конденсатора защитной RC-цепи в этих устройствах может существенно превышать критическую скорость нарастания тока в открытом состоянии для применяемых тиристоров т.к. она ограничена только паразитной индуктивностью разрядной цепи. Это обстоятельство обусловливает ограниченный ресурс работы силовых тиристоров в данных устройствах для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины с бесщёточной системой возбуждения. A disadvantage of the known devices is the lack of elements limiting the rate of rise of the discharge current di / dt of the capacitor of the protective RC circuit intended for protection against switching overvoltages of the semiconductor rectifier through the thyristor when it is opened. The slew rate of the discharge current di / dt of the capacitor of the protective RC circuit in these devices can significantly exceed the critical slew rate of the current in the open state for the applied thyristors since it is limited only by the parasitic inductance of the discharge circuit. This circumstance causes a limited resource of operation of power thyristors in these devices for overvoltage protection on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system.
Задачей заявляемого технического решения является снижение скорости нарастания разрядного тока di/dt конденсатора защитной RC–цепи через тиристор.The objective of the proposed technical solution is to reduce the slew rate of the discharge current di / dt of the capacitor of the protective RC circuit through the thyristor.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в снижение скорости нарастания разрядного тока di/dt конденсатора защитной RC–цепи через тиристор, что позволит улучшить эксплуатационные характеристики заявляемого устройства за счет увеличения ресурса работы тиристоров.The technical result achieved by using the inventive utility model is to reduce the rate of rise of the discharge current di / dt of the capacitor of the protective RC circuit through the thyristor, which will improve the operational characteristics of the claimed device by increasing the life of the thyristors.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины с бесщёточной системой возбуждения, содержащем тиристор, включенный встречно-параллельно диодам выпрямителя бесщёточного возбудителя и защищенный от коммутационных перенапряжений RC-цепью, блок управления тиристором, включенный последовательно с пороговым элементом, согласно техническому решению, в цепи анода или катода тиристора включен коммутационный реактор.The problem is solved in that in the device for overvoltage protection on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system containing a thyristor, connected in parallel with the rectifier diodes of the brushless exciter and protected against switching overvoltages by an RC circuit, a thyristor control unit connected in series with a threshold an element, according to the technical solution, a switching reactor is included in the circuit of the anode or cathode of the thyristor.
Индуктивность реактора позволяет снизить скорость нарастания разрядного тока di/dt конденсатора защитной RC–цепи через тиристор. The inductance of the reactor allows to reduce the rate of rise of the discharge current di / dt of the capacitor of the protective RC circuit through the thyristor.
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами, где: The inventive utility model is illustrated by the following drawings, where:
на фиг. 1 представлена схема электрическая принципиальная ротора бесщёточного возбудителя с заявляемым устройством для защиты от перенапряжений с коммутационным реактором, включенным в цепь анода тиристора; аin FIG. 1 is an electrical schematic diagram of a rotor of a brushless pathogen with the claimed device for surge protection with a switching reactor included in the thyristor anode circuit; but
на фиг. 2 представлена схема электрическая принципиальная ротора бесщёточного возбудителя с заявляемым устройством для защиты от перенапряжений с коммутационным реактором, включенным в цепь катода тиристора. in FIG. 2 is a schematic electrical diagram of the rotor of a brushless pathogen with the claimed device for surge protection with a switching reactor included in the thyristor cathode circuit.
Схема устройства включает обмотку 1 ротора бесщёточного возбудителя, полупроводниковый выпрямитель 2, резистор 3 и конденсатор 4 RC-цепи для защиты от коммутационных перенапряжений полупроводникового выпрямителя, тиристор 5, блок управления тиристором 6, пороговый элемент 7 и реактор 8. The circuit of the device includes a winding 1 of the rotor of the brushless exciter, a
Включение реактора в цепи анода или катода тиристора (см. фиг.1 или 2 соответственно) зависит только от конструктивных особенностей ротора бесщёточного возбудителя.The inclusion of the reactor in the circuit of the anode or cathode of the thyristor (see figure 1 or 2, respectively) depends only on the design features of the rotor of the brushless pathogen.
Заявляемое устройство работает следующим образом. The inventive device operates as follows.
При превышении величины напряжения, наведенного в роторе синхронной машины, например, при пуске синхронного двигателя, величины напряжения срабатывания порогового элемента 7, блок управления тиристором 6 формирует импульс управления, открывающий тиристор 5, в результате чего тиристор 5 шунтирует ротор синхронной машины, но при этом конденсатор 4 защитной RC–цепи разряжается на тиристор через резистор 3 и реактор 8. Напряжение на конденсаторе в этот момент времени практически равно напряжению срабатывания порогового элемента 7.When exceeding the voltage induced in the rotor of the synchronous machine, for example, when starting the synchronous motor, the voltage of the
Рассмотрим принцип ограничения скорости нарастания разрядного тока dI/dt конденсатора 4 через тиристор при наличии в цепи тиристора реактора. Consider the principle of limiting the rate of rise of the discharge current dI / dt of the capacitor 4 through the thyristor in the presence of a reactor thyristor in the circuit.
В начальный момент времени в разрядной цепи, состоящей из конденсатора 4, резистора 3, реактора 8 и тиристора 5, кроме источника тока - конденсатора 4 с ЭДС «Е», из-за появления разрядного тока конденсатора 4 будет действовать и ЭДС самоиндукции «Ес» реактора 8, соответственно и закон Ома для этой цепи, будет иметь вид:At the initial moment of time, in the discharge circuit, consisting of a capacitor 4, a resistor 3, a reactor 8, and a thyristor 5, in addition to a current source - a capacitor 4 with an EMF “E”, the self-inductance EMF “Ec” will also act due to the discharge current of the capacitor 4 reactor 8, respectively, and Ohm's law for this circuit will have the form:
I=(Е+Ес)/R,I = (E + Ec) / R,
где I –разрядный ток конденсатора 4 через тиристор;where I is the discharge current of the capacitor 4 through the thyristor;
Е – ЭДС источника – напряжение на конденсаторе 4;E - EMF source - voltage across the capacitor 4;
Ес - ЭДС самоиндукции реактора 8, где Ес=-L(dI/dt);Ec - EMF of reactor self-induction 8, where Ec = -L (dI / dt);
L – индуктивность реактора 8; L is the inductance of the reactor 8;
dI/dt - скорость нарастания разрядного тока конденсатора 4;dI / dt — slew rate of the discharge current of capacitor 4;
R – сопротивление резистора 3;R is the resistance of the resistor 3;
тогда разрядный ток конденсатора 4 через тиристор равен:then the discharge current of the capacitor 4 through the thyristor is equal to:
I=(Е - L(dI/dt))/R,I = (E - L (dI / dt)) / R,
соответственно скорость нарастания тока через тиристор равна: accordingly, the slew rate of the current through the thyristor is equal to:
dI/dt=E/L-I(R/L).dI / dt = E / L-I (R / L).
В начальный момент времени имеем максимальную скорость нарастания разрядного тока конденсатора 4 через тиристор dI/dt=E/L, и она в данном техническом решении ограниченна индуктивностью реактора 8.At the initial moment of time, we have the maximum slew rate of the discharge current of the capacitor 4 through the thyristor dI / dt = E / L, and in this technical solution it is limited by the inductance of the reactor 8.
Индуктивность реактора выбирается таким образом, чтобы скорость нарастания анодного тока тиристора 5 от разряда конденсатора 4 была ниже критической скорости нарастания тока в открытом состоянии, для установленного тиристора и обычно равна единицам микрогенри.The inductance of the reactor is selected so that the slew rate of the anode current of the thyristor 5 from the discharge of the capacitor 4 is lower than the critical slew rate of the current in the open state for the installed thyristor and is usually equal to units of microgenry.
Так при использовании порогового элемента с напряжением срабатывания равным 1500 В и тиристора с критической скоростью нарастания тока в открытом состоянии равной 320 А/мкс реактор 8 должен иметь индуктивность L не ниже 4,7 микрогенри (1500/320=4,7). So when using a threshold element with a trip voltage of 1500 V and a thyristor with a critical slew rate of current in the open state of 320 A / μs, reactor 8 should have an inductance L of at least 4.7 microgenry (1500/320 = 4.7).
Таким образом, включение реактора в цепь анода или катода тиристора позволяет ограничить скорость нарастания разрядного тока di/dt конденсатора защитной RC–цепи через тиристор устройства защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения синхронной машины, что гарантирует надежную работу тиристора, повышает его ресурс и соответственно повышает надежность всего возбудителя в целом. Thus, the inclusion of the reactor in the anode or cathode of the thyristor allows you to limit the rate of rise of the discharge current di / dt of the capacitor of the protective RC circuit through the thyristor of the surge protection device on the excitation winding of the synchronous machine, which ensures reliable operation of the thyristor, increases its life and, accordingly, increases reliability the whole pathogen as a whole.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134624U RU169659U1 (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS-FREE EXCITATION SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134624U RU169659U1 (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS-FREE EXCITATION SYSTEM |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU169659U1 true RU169659U1 (en) | 2017-03-28 |
Family
ID=58506077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016134624U RU169659U1 (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS-FREE EXCITATION SYSTEM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU169659U1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU534010A1 (en) * | 1974-06-03 | 1976-10-30 | Surge protection device on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system | |
GB2091945A (en) * | 1980-11-07 | 1982-08-04 | Ates Componenti Elettron | Electrical energy generators |
DE2832845C2 (en) * | 1977-07-26 | 1985-06-13 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Protective device for detecting errors in the rotating part of a brushless excitation device |
US4594632A (en) * | 1984-04-20 | 1986-06-10 | Lima Electric Co., Inc. | Overvoltage protection circuit for synchronous machinerotor |
RU2011256C1 (en) * | 1991-05-24 | 1994-04-15 | Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" | Device for protection of field winding of synchronous machine powered from rectifier |
RU27753U1 (en) * | 2002-07-05 | 2003-02-10 | Холдинговая компания Открытое акционерное общество "Привод" | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS AC PURCHASER WITH A ROTATING SEMICONDUCTOR RECTIFIER |
RU134716U1 (en) * | 2013-04-05 | 2013-11-20 | Закрытое акционерное общество "ЭНЕРГОКОМПЛЕКТ" | BRUSHLESS SYNCHRONOUS MACHINE EXCITATION SYSTEM |
-
2016
- 2016-08-24 RU RU2016134624U patent/RU169659U1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU534010A1 (en) * | 1974-06-03 | 1976-10-30 | Surge protection device on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system | |
DE2832845C2 (en) * | 1977-07-26 | 1985-06-13 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Protective device for detecting errors in the rotating part of a brushless excitation device |
GB2091945A (en) * | 1980-11-07 | 1982-08-04 | Ates Componenti Elettron | Electrical energy generators |
US4594632A (en) * | 1984-04-20 | 1986-06-10 | Lima Electric Co., Inc. | Overvoltage protection circuit for synchronous machinerotor |
RU2011256C1 (en) * | 1991-05-24 | 1994-04-15 | Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" | Device for protection of field winding of synchronous machine powered from rectifier |
RU27753U1 (en) * | 2002-07-05 | 2003-02-10 | Холдинговая компания Открытое акционерное общество "Привод" | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS AC PURCHASER WITH A ROTATING SEMICONDUCTOR RECTIFIER |
RU134716U1 (en) * | 2013-04-05 | 2013-11-20 | Закрытое акционерное общество "ЭНЕРГОКОМПЛЕКТ" | BRUSHLESS SYNCHRONOUS MACHINE EXCITATION SYSTEM |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6046258B2 (en) | Operating state switching device for inverter and method for setting operating state of inverter | |
CN110462956B (en) | Electronic safety device for a load that can be connected to a low-voltage direct-voltage network | |
US9791876B2 (en) | Current limiter | |
US20120281446A1 (en) | Preventing load dump overvoltages in synchronous rectifiers, | |
CN109327011B (en) | Overvoltage protection device | |
EP2522075B1 (en) | Circuit and method for protecting a controllable power switch | |
CN102204053B (en) | Multi-stage overvoltage protection circuit | |
US10607792B2 (en) | Disconnecting device for galvanic direct current interruption | |
CN103944366A (en) | Power conversion device | |
US8670253B2 (en) | Converter protecting components against overvoltages | |
US8941341B2 (en) | Rotating diode assembly including overvoltage protection circuit | |
US10615591B2 (en) | Power electronics unit | |
CN107925403B (en) | Circuit arrangement for protecting a unit to be operated by an electrical supply network against overvoltages | |
US3488560A (en) | Transient potential protection circuit | |
RU169659U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS-FREE EXCITATION SYSTEM | |
RU143748U1 (en) | FAST KEY KEY PROTECTION DEVICE | |
EP2728733A1 (en) | Power conversion device | |
Alwash et al. | Short-circuit protection of power converters with SiC current limiters | |
KR102125101B1 (en) | Current switching device with igct | |
EP2549613B1 (en) | Overvoltage protection method and device | |
CN215185854U (en) | Surge protection circuit | |
RU164750U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS-FREE EXCITATION SYSTEM | |
JP6166790B2 (en) | System and method for control of power semiconductor devices | |
RU190081U1 (en) | Surge protection device on the excitation winding of a synchronous machine with a brushless excitation system | |
RU27753U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST VOLTAGE IN THE WINDING OF EXCITATION OF A SYNCHRONOUS MACHINE WITH A BRUSHLESS AC PURCHASER WITH A ROTATING SEMICONDUCTOR RECTIFIER |