RU2479103C1

RU2479103C1 - Electric propulsion installation with closing device

Info

Publication number: RU2479103C1
Application number: RU2011143055/07A
Authority: RU
Inventors: Игорь Михайлович Калинин; Владимир Алексеевич Паршиков; Елена Юрьевна Шульгина; Виктор Иванович Кузнецов
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-04-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: according to the invention, in an electric propulsion installation with a closing device there is a low-capacity transformer used, which is connected with a rectifier, which in its turn via an RL-circuit is connected with an output of the active rectifier. A control system changes the mode of operation of the active rectifier, and also issues a signal of prohibition for inverter operation. A synchronisation device performs synchronisation on the side of the primary winding of a power transformer and a source of power.

EFFECT: reduced distortion of a voltage curve in a grid with connection of a power transformer to a source of power, reduced time of preparation for start of an electric propulsion installation, preliminary charging of intermediate circuit capacitors, possibility of recuperation of energy into grid in case of reverse and braking motion of an electric propulsion installation and control of a power coefficient and quality of energy at a frequency converter inlet.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств и электроприводу.The invention relates to electric traction systems of vehicles and electric drive.

Аналогом является гребная электрическая установка с двухобмоточным гребным электродвигателем, преобразователем частоты и входными многообмоточными трансформаторами, которые совместно с выпрямительными модулями формируют многопульсные системы выпрямления (L.Bergh, Ulrika Hellden «Electrical systems in pod propulsion», Goteborg, Sweden, Department of Energy and Environment, 2007).An analogue is a rowing electric installation with a double-winding rowing electric motor, a frequency converter and input multi-winding transformers, which together with rectifier modules form multipulse rectification systems (L. Bergh, Ulrika Hellden "Electrical systems in pod propulsion", Goteborg, Sweden, Department of Energy and Environment , 2007).

За прототип взята гребная электрическая установка с уменьшенным фактором искажения сети (патент № WO 02/100716), содержащая генераторные агрегаты, многообмоточные трансформаторы, выпрямительные модули, инверторы, гребные электродвигатели и коммутационную аппаратуру.The prototype was taken rowing electrical installation with a reduced network distortion factor (patent No. WO 02/100716), containing generator sets, multi-winding transformers, rectifier modules, inverters, propeller motors and switching equipment.

Недостатками установок являются значительные искажения кривой напряжения в сети, возникающие вследствие больших пусковых токов силовых трансформаторов, которые возникают в момент подключения трансформаторов к генераторным агрегатам.The disadvantages of the installations are significant distortions of the voltage curve in the network arising from the high inrush currents of the power transformers that occur when the transformers are connected to the generating sets.

Изобретение решает следующие задачи: снижение пусковых токов силовых трансформаторов при их подключении к источнику электроэнергии, снижение времени подготовки к запуску ГЭД, предварительный заряд конденсаторов промежуточного контура, возможность рекуперации энергии в сеть при реверсах и торможениях ГЭД и регулирование коэффициента мощности и качества электроэнергии на входе преобразователя частоты (ПЧ).The invention solves the following problems: reducing the starting currents of power transformers when they are connected to a power source, reducing the time to prepare for starting the HED, precharging the intermediate circuit capacitors, the possibility of energy recovery in the network during reverse and braking of the HED, and regulating the power factor and power quality at the input of the converter frequency (IF).

Сущность изобретения заключается в подключении 3-х фазного трансформатора малой мощности через выпрямитель и RL-цепь к звену постоянного тока преобразователя частоты (ПЧ), переводе активного выпрямителя в режим инвертора и синхронизации силового трансформатора и источника электроэнергии на стороне первичной обмотки силового трансформатора.The essence of the invention is to connect a 3-phase low-power transformer through a rectifier and an RL circuit to a DC link of a frequency converter (IF), transferring the active rectifier to inverter mode and synchronizing the power transformer and electric power source on the primary side of the power transformer.

Техническим результатом является снижение искажения кривой напряжения в сети при подключении силового трансформатора к источнику электроэнергии, снижение времени подготовки к запуску ГЭД, предварительный заряд конденсаторов промежуточного контура, возможность рекуперации энергии в сеть при реверсах и торможениях ГЭД и регулирование коэффициента мощности и качества электроэнергии на входе преобразователя частоты (ПЧ).The technical result is to reduce the distortion of the voltage curve in the network when the power transformer is connected to the electric power source, to reduce the preparation time for the start of the HED, to pre-charge the intermediate circuit capacitors, to recover energy to the network when the HED is reversed and to brake, and to regulate the power factor and the quality of the electric power at the converter input frequency (IF).

Гребная электрическая установка, схема которой представлена на фиг.1, содержит: источник электроэнергии 1, устройство синхронизации 2, систему управления 3, выключатель 4, силовой трансформатор 5, активный выпрямитель 6, звено постоянного тока 7, инвертор 8, гребной электродвигатель 9, трансформатор малой мощности 10, выпрямитель 11, RL-цепь, состоящая из дросселя 12 и резистора 13.The rowing electric installation, the diagram of which is shown in Fig. 1, contains: an electric power source 1, a synchronization device 2, a control system 3, a switch 4, a power transformer 5, an active rectifier 6, a DC link 7, an inverter 8, a rowing electric motor 9, a transformer low power 10, rectifier 11, RL-circuit, consisting of a choke 12 and a resistor 13.

Гребная электрическая установка работает следующим образом. В исходном состоянии выключатель 4 разомкнут. Трехфазное напряжение от источника электроэнергии 1 поступает на первичную обмотку трансформатора малой мощности 10. Напряжение сформированное на вторичной обмотке трансформатора малой мощности 10 поступает на вход выпрямителя 11, с выхода которого выпрямленное напряжение через RL-цепь 12, 13 поступает на звено постоянного тока, и происходит заряд конденсатора входящего в состав звена постоянного тока 7. Система управления 3 формирует сигнал запрета на работу инвертора 8 и переводит активный выпрямитель 6 в режим инвертора. С входа активного выпрямителя 6 трехфазное переменное напряжение поступает на вторичную обмотку силового трансформатора 5, в результате на первичной обмотки которого формируется трехфазное напряжение, близкое по амплитуде и частоте к напряжению на источнике электроэнергии 1. Устройство синхронизации 2 осуществляет сравнение двух напряжений, поступающих от источника электроэнергии 1, и первичной обмотки силового трансформатора 5 и выполняет синхронизацию. Сигнал об успешной синхронизации поступает от устройства синхронизации 2 на систему управления 3, которая осуществляет перевод активного выпрямителя 6 в выпрямительный режим и разрешает пуск инвертора 8, который соединен с гребным электродвигателем 9.Rowing electric installation works as follows. In the initial state, switch 4 is open. The three-phase voltage from the electric power source 1 is supplied to the primary winding of the low-power transformer 10. The voltage generated at the secondary winding of the low-power transformer 10 is supplied to the input of the rectifier 11, from the output of which the rectified voltage through the RL-circuit 12, 13 is supplied to the DC link, and occurs the charge of the capacitor included in the DC link 7. The control system 3 generates a signal inhibiting the operation of the inverter 8 and puts the active rectifier 6 in inverter mode. From the input of the active rectifier 6, a three-phase alternating voltage is supplied to the secondary winding of the power transformer 5, as a result of which a three-phase voltage is formed on the primary winding, which is close in amplitude and frequency to the voltage at the electric power source 1. Synchronization device 2 compares two voltages from the electric power source 1, and the primary winding of the power transformer 5 and performs synchronization. The signal of successful synchronization comes from the synchronization device 2 to the control system 3, which transfers the active rectifier 6 into the rectifier mode and allows the inverter 8 to start, which is connected to the propeller motor 9.

За счет синхронизации достигается минимизация пускового тока силового трансформатора 5. После включения выключателя 4 и перевода активного выпрямителя 6 в выпрямительный режим становится возможным запуск инвертора 8 и гребного электродвигателя 9.Due to synchronization, the starting current of the power transformer is minimized 5. After turning on the switch 4 and putting the active rectifier 6 in the rectifier mode, it becomes possible to start the inverter 8 and the propeller motor 9.

Таким образом, предлагаемая гребная электрическая установка позволяет снизить искажения кривой напряжения в сети при подключении силового трансформатора к источнику электроэнергии, сократить время на подготовку к запуску ГЭД, осуществить предварительный заряд конденсаторов промежуточного контура.Thus, the proposed rowing electrical installation allows to reduce the distortion of the voltage curve in the network when the power transformer is connected to a power source, reduce the time to prepare for the launch of the HED, and pre-charge the intermediate circuit capacitors.

Claims

A rowing electric installation with a switching device, consisting of a power source, power transformer, rectifier bridge, voltage inverter, propeller motor, characterized in that a low power transformer is added to the circuit, which is connected to the output of the active rectifier through the rectifier bridge and the RL circuit, the system control, changing the operating mode of the active rectifier and generating a signal prohibiting the operation of the inverter, a synchronization device that performs voltage synchronization at Rhone primary winding of a power transformer and power source.