RU208513U1

RU208513U1 - Зарядно-разрядный выпрямитель

Info

Publication number: RU208513U1
Application number: RU2021126694U
Authority: RU
Inventors: Руслан Владимирович Дорошенко
Original assignee: Руслан Владимирович Дорошенко
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2021-12-22

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к преобразовательным устройствам электротехники, и может быть использована для заряда и разряда аккумуляторных батарей с рекуперацией энергии разряда в питающую сеть переменного тока. Технический результат заключается в повышении надежности работы зарядно-разрядного выпрямителя и снижении возможности выхода из строя силовых элементов устройства с одновременным расширением арсенала технических средств, которые могут быть использованы в качестве зарядно-разрядных выпрямителей. Достигается тем, что устройство содержит защитно-коммутационный блок, трансформатор, встречно-параллельно включенные зарядный и разрядный трехфазные тиристорные выпрямительные мосты, плату управления, предохранитель и дроссель, при этом блок защиты выполнен в виде элемента защиты, оптотиристора, супрессора и транзисторного модуля. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к преобразовательным устройствам электротехники и может быть использована для заряда и разряда аккумуляторных батарей с рекуперацией энергии разряда в питающую сеть переменного тока.

Известен зарядно-разрядный выпрямитель [https \\ промкаталог.рф Фонд промышленных каталогов. Выпрямители для формирования и кондиционирования], содержащий защитно-коммутационную аппаратуру в питающей цепи переменного тока, трансформатор, трехфазный тиристорный выпрямительный мост, переключатель полярности, систему автоматического управления (САУ), предохранитель и сглаживающий реактор в цепи постоянного тока выпрямительного моста.

Недостатком устройства является относительно низкая эксплуатационная надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является тиристорный выпрямитель для заряда-разряда аккумуляторной батареи [RU 2670969, С9, H02J 7/10, 26.10.2018], содержащий защитно-коммутационную аппаратуру, трансформатор, два встречно-параллельно включенных зарядный и разрядный трехфазные тиристорные выпрямительные мосты, блок САУ, предохранитель, сглаживающий реактор в цепи постоянного тока выпрямительных мостов, блок защиты, выполненный на основе IGBT-транзисторного модуля, ограничителя перенапряжений и платы управления, датчик выходного тока, датчик питающего напряжения, при этом, эмиттерный вывод транзисторного модуля подключен через предохранитель к катодной группе зарядного тиристорного моста, коллекторный вывод транзисторного модуля - к плюсовому выходному выводу выпрямителя, вход датчика питающего напряжения подключен к входным выводам зарядного и разрядного выпрямительных мостов, а выход - к входу платы управления, измерительный выход датчика тока подключен к второму входу платы управления, первый выход платы управления подключен к затвору транзистора IGBT-модуля, а ее второй выход - к входу блока САУ.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая надежность, вызванная возможностью выхода из строя тиристоров выпрямительного моста и перегорания предохранителя в цепи аккумуляторной батареи (АКБ), например, в случае пропадания напряжения питающей сети при работе выпрямителя в режиме разряда аккумуляторной батареи с рекуперацией энергии разряда в питающую сеть.

Задачей полезной модели является создание устройства, обладающего повышенной надежностью работы.

Технический результат - повышение надежности работы зарядно-разрядного выпрямителя и снижение возможности выхода из строя силовых элементов устройства с одновременным расширением арсенала технических средств, которые могут быть использованы в качестве зарядно-разрядных выпрямителей.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее защитно-коммутационный блок, входные клеммы которого выполнены с возможностью подключения к внешней питающей сети, трансформатор, входные клеммы которого соединены с выходными клеммами защитно-коммутационного блока, встречно-параллельно включенные зарядный и разрядный трехфазные тиристорные выпрямительные мосты, входные клеммы которых соединены с выходными клеммами трансформатора, плату управления, первая, вторая и третья входные клеммы которой соединены с соответствующими выходными клеммами фаз защитно-коммутационного блока, а четвертая клемма выполнена с возможностью соединения с клеммой системы автоматического управления (САУ), предохранитель, дроссель, входная клемма которого соединена с выходной клеммой цепи постоянного тока положительной полярности тиристорных выпрямительных мостов, а выходная клемма соединена с входной клеммой предохранителя, выходная клемма которого является выходной клеммой положительной полярности устройства, блок защиты и датчик выходного тока, первая клемма которого соединена с выходной клеммой цепи постоянного тока отрицательной полярности зарядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста, вторая клемма является выходной клеммой положительной полярности устройства, а третья клемма соединена с пятой клеммой платы управления, согласно полезной модели, блок защиты выполнен в виде элемента защиты, первая клемма которого является первой клеммой блока защиты, оптотиристора, первая и вторая клеммы которого соединены со второй и третьей клеммами элемента защиты соответственно, а третья клемма является второй клеммой блока защиты, супрессора и транзисторного модуля, первая клемма которого соединена с четвертой клеммой элемента защиты, вторая клеммы которого соединена с первой клеммой супрессора является третьей клеммой блока защиты, а третья клемма соединена со второй клеммой супрессора и является четвертой клеммой блока защиты, при этом первая, вторая, третья и четвертая клеммы блока защиты соединены соответственно с шестой клеммой платы управления, со второй клеммой дросселя, с выходной клеммой цепи постоянного тока отрицательной полярности разрядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста и с первой клеммой датчика выходного тока.

На чертеже представлен зарядно-разрядный выпрямитель с системой автоматического управления (САУ).

На чертеже обозначены

1 - защитно-коммутационный блок;

2 - трансформатор;

3 - зарядный трехфазный тиристорный выпрямительный мост;

4 - разрядный трехфазный тиристорный выпрямительный мост;

5 - дроссель;

6 - предохранитель;

7 - плата управления;

8 - оптотиристор;

9 - защитный элемент;

10 - датчик выходного тока;

11 - блок защиты;

12 - супрессор;

13 - транзисторный модуль;

14 - система автоматического управления (САУ).

Зарядно-разрядный выпрямитель работает следующим образом.

Рассмотрим работу выпрямителя в режиме заряда аккумуляторной батареи (АКБ). Напряжение питания фаз А, В, С через защитно-коммутационный блок 1 поступает на первичную обмотку силового трансформатора 2, а с его вторичной обмотки напряжение поступает на вход зарядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста 3, и с его выводов катодной группы на сглаживающий дроссель 5 и далее через предохранитель 6 на АКБ.

САУ 14 выдает сигнал на плату 7 управления 7 о работе в режиме заряда АКБ. Плата 7 управляет работой выпрямителя путем формирования импульсов управления тиристорами зарядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста 3 для обеспечения заданных параметров режима заряда АКБ.

Для исключения выхода из строя тиристоров выпрямительного моста и перегорания предохранителя 6 в цепи АКБ в случае пропадании напряжения питающей сети при работе выпрямителя в режиме разряда АКБ с рекуперацией энергии разряда в питающую сеть устройство снабжено блоком защиты предложенной конструкции и выполненным на основе транзисторного модуля 13, супрессора 12, оптотиристора 8 и защитного элемента 9, который соединен с платой управления 7 со встроенным идентифицирующим устройством подключенным к питающим фазам А, В, и с датчиком выходного тока 10. Причем эмиттерный вывод транзисторного модуля 13 подключен к минусу АКБ, а коллекторный вывод транзисторного модуля 13 подключен к катодной группе разрядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста 4 и к аноду оптотиристора 8, катод которого подключен к плюсу АКБ через предохранитель 6 и к вводу анодной группы разрядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста 4. Через дроссель 5 излучающий диод оптотиристора 8 подключен к защитному элементу 9, выход платы управления 7 подключен к защитному элементу 9, измерительный выход датчика выходного тока 10 подключен к входу платы 7 управления, а также связью для передачи сигнала из платы 7 управления в САУ 14.

При работа выпрямителя в режиме разряда АКБ напряжение питания А, В, С через защитно-коммутационный блок 1 поступает на первичную обмотку силового трансформатора 2, а с его вторичной обмотки напряжение поступает на вход трехфазного тиристорного выпрямительного моста 4. САУ 14 выдает сигнал на плату 7 управления о работе в режиме разряда АКБ. При наличии сигнала от идентифицирующего устройства плата 7 управления выдает сигнал на защитный элемент 9, и та, в свою очередь, подает положительное напряжение на затвор транзисторного модуля 13, который открывается, и плата 7 управления начинает формировать импульсы управления тиристорами трехфазного тиристорного выпрямительного моста 4, обеспечивая инверторный режим его работы и стабилизацию заданного тока разряда АКБ.

В случае пропадания напряжения питания А, В, С сигнал от идентифицирующего устройства пропадает, плата 7 управления прекращает подачу импульсов управления на тиристоры. В случае «опрокидывания» тиристоров на транзисторном модуле 13 возникает перегрузка, которая идентифицируется защитным элементом 9, в котором формируется запирающее напряжение для затвора транзисторного модуля 13 и одновременно сигнал для плату 7 управления о наличии короткого замыкания, а также подает питание на излучающий диод оптотиристора 8, кратковременно отрывая его и, тем самым, замыкая трехфазный тиристорный выпрямительный мост 4 и сглаживающий дроссель 5 для сброса остаточной энергии. Транзисторный модуль 13 закрывается и прекращает ток АКБ в начальный момент развития аварийного процесса. Супрессор 12 ограничивает возникающее импульсное напряжение на транзисторном модуле 13 на допустимом уровне после его закрывания. При этом исключается выход из строя силовых элементов зарядно-разрядного выпрямителя. Аналогично прекращается ток разряда АКБ и прекращается подача импульсов управления на тиристоры в случае, если измерительный сигнал на выходе датчика 10 выходного тока превысит допустимое значение.

Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства, достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении надежности работы зарядно-разрядного выпрямителя и снижении возможности выхода из строя силовых элементов устройства с одновременным расширением арсенала технических средств, которые могут быть использованы в качестве зарядно-разрядных выпрямителей.

Claims

Зарядно-разрядный выпрямитель, содержащий защитно-коммутационный блок, входные клеммы которого выполнены с возможностью подключения к внешней питающей трехфазной сети, трансформатор, входные клеммы которого соединены с выходными клеммами защитно-коммутационного блока, встречно-параллельно включенные зарядный и разрядный трехфазные тиристорные выпрямительные мосты, входные клеммы которых соединены с выходными клеммами трансформатора, плату управления, первая, вторая и третья входные клеммы которой соединены с соответствующими выходными клеммами фаз защитно-коммутационного блока, а четвертая клемма выполнена с возможностью соединения с клеммой системы автоматического управления, предохранитель, дроссель, входная клемма которого соединена с выходной клеммой цепи постоянного тока положительной полярности тиристорных выпрямительных мостов, а выходная клемма соединена с входной клеммой предохранителя, выходная клемма которого является выходной клеммой положительной полярности устройства, блок защиты и датчик выходного тока, первая клемма которого соединена с выходной клеммой цепи постоянного тока отрицательной полярности зарядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста, вторая клемма является выходной клеммой положительной полярности устройства, а третья клемма соединена с пятой клеммой платы управления, отличающийся тем, что блок защиты выполнен в виде элемента защиты, первая клемма которого является первой клеммой блока защиты, оптотиристора, первая и вторая клеммы которого соединены со второй и третьей клеммами элемента защиты соответственно, а третья клемма является второй клеммой блока защиты, супрессора и транзисторного модуля, первая клемма которого соединена с четвертой клеммой элемента защиты, вторая клеммы которого соединена с первой клеммой супрессора является третьей клеммой блока защиты, а третья клемма соединена со второй клеммой супрессора и является четвертой клеммой блока защиты, при этом первая, вторая, третья и четвертая клеммы блока защиты соединены соответственно с шестой клеммой платы управления, со второй клеммой дросселя, с выходной клеммой цепи постоянного тока отрицательной полярности разрядного трехфазного тиристорного выпрямительного моста и с первой клеммой датчика выходного тока.