RU2604883C1 - Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network - Google Patents

Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network Download PDF

Info

Publication number
RU2604883C1
RU2604883C1 RU2015151373/07A RU2015151373A RU2604883C1 RU 2604883 C1 RU2604883 C1 RU 2604883C1 RU 2015151373/07 A RU2015151373/07 A RU 2015151373/07A RU 2015151373 A RU2015151373 A RU 2015151373A RU 2604883 C1 RU2604883 C1 RU 2604883C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
output
input
rectifier
load capacitor
Prior art date
Application number
RU2015151373/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Герасимов
Антон Владимирович Комлев
Михаил Владимирович Красковский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН)
Priority to RU2015151373/07A priority Critical patent/RU2604883C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604883C1 publication Critical patent/RU2604883C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/16—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/023—Current limitation using superconducting elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention can be applied to electrical engineering. For this purpose, charging current limitation device contains following elements: first rectifier, second controlled rectifier on thyristors, current setting device, current controller, current measuring transducer, sawtooth generator, comparator, galvanic isolation device, isolating diodes and limiting resistors in thyristor control circuits, load capacitor connection terminals.
EFFECT: technical result consists in increasing of reliability due to reduced current loads on feeding AC voltage source and load capacitor both during device switching on, and in device reloading modes by its output.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для ограничения зарядного тока конденсатора, в частности для ограничения зарядного тока конденсатора, подключенного к входу инвертора.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for limiting the charging current of a capacitor, in particular for limiting the charging current of a capacitor connected to an inverter input.

Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора (http://electrum-av.com/ru/, Новиков П.А. Плавный заряд емкости: что выбрать? Рис. 1).A device is known for limiting the charging current of a capacitor (http://electrum-av.com/ru/, Novikov PA. A smooth charge of a capacitance: what to choose? Fig. 1).

Известное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки состоит из резистора, подключенного между источником питания и конденсатором нагрузки, реле с замыкающим контактом, подключенным параллельно резистору, и системы управления, обеспечивающей срабатывание реле при увеличении напряжения на конденсаторе нагрузки до заданного уровня или по прошествии определенного времени с момента включения.A known device for limiting the charging current of a load capacitor consists of a resistor connected between a power source and a load capacitor, a relay with a make contact, connected in parallel with the resistor, and a control system that enables the relay to operate when the voltage on the load capacitor increases to a predetermined level or after a certain time from the moment of inclusion.

Недостатки устройства обусловлены тем, что катушка реле в основном режиме работы устройства остается подключенной к сети, что снижает ресурс ее работы и увеличивает вероятность отказаThe disadvantages of the device are due to the fact that the relay coil in the main mode of operation of the device remains connected to the network, which reduces the resource of its operation and increases the likelihood of failure

Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, наиболее близкое по технической сущности к заявляемому устройству (http://electrum-av.com/ru/, Новиков П.А. Плавный заряд емкости: что выбрать? Рис. 4) - прототип.A device is known for limiting the charging current of a load capacitor, which is closest in technical essence to the claimed device (http://electrum-av.com/ru/, Novikov PA. A smooth charge of a capacitance: what to choose? Fig. 4) is a prototype.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки состоит из первого выпрямителя, управляющего устройства, блока гальванической изоляции, второго управляемого выпрямителя с тиристорами, развязывающих диодов и ограничительных резисторов в цепи управления тиристорами. Шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго управляемого выпрямителя. Выход первого выпрямителя соединен с входом управляющего устройства, выход которого подключен к входной цепи блока гальванической изоляции. Выходная цепь блока гальванической изоляции соединяет связанные вместе катоды развязывающих диодов и управляющие выводы тиристоров второго управляемого выпрямителя через ограничительные резисторы, при этом аноды развязывающих диодов подключены к шинам питающего напряжения.A device for limiting the charging current of a load capacitor consists of a first rectifier, a control device, a galvanic isolation unit, a second controlled rectifier with thyristors, decoupling diodes and limiting resistors in the thyristor control circuit. The busbars of the AC supply voltage are connected to the input of the first rectifier and to the input of the second controlled rectifier. The output of the first rectifier is connected to the input of the control device, the output of which is connected to the input circuit of the galvanic isolation unit. The output circuit of the galvanic isolation unit connects the cathodes of the decoupling diodes connected together and the control leads of the thyristors of the second controlled rectifier through limiting resistors, while the anodes of the decoupling diodes are connected to the supply voltage buses.

Управляющее устройство по сигналу с выхода первого выпрямителя, представляющего собой пульсирующее напряжение с удвоенной частотой сети, определяет переход через 0 и по заложенной характеристике открывает блок гальванической развязки, который в свою очередь открывает тиристоры второго управляемого выпрямителя. Тиристоры открываются при последовательном увеличении угла их проводимости начиная с минимального и заканчивая полным открытием. После 15 полуволн тиристоры остаются постоянно открытыми. Таким образом, при частоте питающей сети 50 Гц заряд конденсатора происходит за 150 мс, что считается достаточным для ограничения зарядного тока конденсатора большой емкости.The control device by the signal from the output of the first rectifier, which is a pulsating voltage with a doubled frequency of the network, determines the transition through 0 and, according to the laid-down characteristic, opens the galvanic isolation unit, which in turn opens the thyristors of the second controlled rectifier. Thyristors open with a sequential increase in the angle of their conductivity from the minimum to the complete opening. After 15 half-waves, thyristors remain constantly open. Thus, at a mains frequency of 50 Hz, the capacitor charges in 150 ms, which is considered sufficient to limit the charging current of a large capacitor.

Недостаток известного устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки обусловлен тем, что процесс заряда осуществляется за постоянное время, соответствующее заложенной в устройство характеристике. Уровень ограничения тока заряда будет соответствовать заданному значению при постоянных внешних условиях, для которых выбирались параметры характеристики заряда: это число полуволн питающего напряжения, за которое угол проводимости тиристоров изменяется от минимального до полного открытия, а также закон изменения приращения угла проводимости в указанном диапазоне.A disadvantage of the known device for limiting the charging current of the load capacitor is due to the fact that the charging process is carried out for a constant time corresponding to the characteristic incorporated in the device. The level of limitation of the charge current will correspond to a given value under constant external conditions for which the parameters of the charge characteristic were chosen: this is the number of half-waves of the supply voltage, for which the conductivity angle of the thyristors changes from minimum to full opening, as well as the law of change in the increment of the conductivity angle in the specified range.

При переменных внешних условиях, т.е. при изменении значения питающего напряжения, емкости конденсатора нагрузки или режима работы устройства, который может меняться от холостого хода до номинального, процесс заряда конденсатора будет отличаться от запрограммированного. При этом для одних сочетаний внешних условий будет происходить заряд при увеличенных как импульсных, так и средних значениях тока, для других внешних условий будет наблюдаться затягивание процесса заряда конденсатора нагрузки. Кроме этого возможны случайные изменения нагрузки на выходе устройства, включая и аварийные режимы с коротким замыканием, которые также вызовут превышение током допустимого значения.Under variable external conditions, i.e. when changing the value of the supply voltage, capacitance of the load capacitor or the operation mode of the device, which can vary from idle to nominal, the process of charging the capacitor will differ from the programmed one. In this case, for some combinations of external conditions, a charge will occur at increased both pulsed and average current values, for other external conditions, a delay in the charging process of the load capacitor will be observed. In addition, random changes in the load at the output of the device are possible, including emergency modes with a short circuit, which will also cause the current to exceed the permissible value.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача устранить указанные недостатки, т.е. обеспечить постоянство параметров процесса заряда конденсатора нагрузки при изменении внешних условий работы, за счет чего повысить надежность устройства. Кроме этого повышению надежности устройства способствует введение функции защиты от короткого замыкания в нагрузке.The basis of the claimed invention is tasked to eliminate these disadvantages, i.e. to ensure the constancy of the process parameters of the charge of the load capacitor when changing external operating conditions, thereby improving the reliability of the device. In addition, the introduction of the short-circuit protection function in the load contributes to the reliability of the device.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, содержащее первый выпрямитель, блок гальванической изоляции, второй управляемый выпрямитель с тиристорами, развязывающие диоды, ограничительные резисторы в цепях управления тиристорами, при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго управляемого выпрямителя, выходная цепь блока гальванической изоляции соединяет связанные вместе катоды развязывающих диодов и управляющие выводы тиристоров второго управляемого выпрямителя через ограничительные резисторы, аноды развязывающих диодов подключены к шинам питающего напряжения, а выход второго управляемого выпрямителя соединен с выходными клеммами устройства для подключения конденсатора нагрузки, дополнительно введены генератор пилообразного сигнала, вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, задатчик тока, регулятор тока, компаратор и измерительный преобразователь тока, при этом измерительный преобразователь тока включен в разрыв провода, соединяющего одну из выходных клемм второго управляемого выпрямителя с выходной клеммой устройства, первый и второй входы регулятора тока соединены с выходами задатчика тока и измерительного преобразователя тока соответственно, а первый и второй входы компаратора соединены с выходом генератора пилообразного сигнала и выходом регулятора тока соответственно, при этом выход компаратора подключен к входной цепи блока гальванической изоляции.The problem is solved in that in a device for limiting the charging current of a load capacitor, comprising a first rectifier, a galvanic isolation unit, a second controlled rectifier with thyristors, decoupling diodes, limiting resistors in the thyristor control circuits, while the busbars of the ac supply voltage are connected to the input of the first rectifier and to the input of the second controlled rectifier, the output circuit of the galvanic isolation unit connects the cathodes of decoupling diodes connected together and controlling the thyristor outputs of the second controlled rectifier through the limiting resistors, the anodes of the decoupling diodes are connected to the supply voltage buses, and the output of the second controlled rectifier is connected to the output terminals of the device for connecting the load capacitor, a sawtooth signal generator is introduced, the input of which is connected to the output of the first rectifier, the current regulator, a current regulator, a comparator and a measuring current transducer, while the current measuring transducer is included in the wire break, soy one of the output terminals of the second controlled rectifier with the output terminal of the device, the first and second inputs of the current regulator are connected to the outputs of the current collector and current measuring transducer, respectively, and the first and second inputs of the comparator are connected to the output of the sawtooth signal generator and the output of the current regulator, respectively, while the output of the comparator is connected to the input circuit of the galvanic isolation unit.

В заявленном устройстве для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки общими существенными признаками для него и для его прототипа являются:In the claimed device for limiting the charging current of the load capacitor, the common essential features for him and for his prototype are:

- первый выпрямитель;- first rectifier;

- второй управляемый выпрямитель с тиристорами;- the second controlled rectifier with thyristors;

- блок гальванической изоляции;- galvanic isolation unit;

- развязывающие диоды;- decoupling diodes;

- ограничительные диоды в цепях управления тиристорами;- limiting diodes in thyristor control circuits;

- при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго управляемого выпрямителя;- in this case, the busbars of the ac supply voltage are connected to the input of the first rectifier and to the input of the second controlled rectifier;

- выходная цепь блока гальванической изоляции соединяет связанные вместе катоды развязывающих диодов и управляющие выводы тиристоров второго управляемого выпрямителя через ограничительные резисторы;- the output circuit of the galvanic isolation unit connects the cathodes of the decoupling diodes connected together and the control leads of the thyristors of the second controlled rectifier through the limiting resistors;

- аноды развязывающих диодов подключены к шинам питающего напряжения;- anodes of decoupling diodes are connected to the supply voltage buses;

- первая выходная клемма второго управляемого выпрямителя соединена с первой выходной клеммой устройства для подключения конденсатора нагрузки.- the first output terminal of the second controlled rectifier is connected to the first output terminal of the device for connecting the load capacitor.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки и его прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие отличительные признаки:A comparative analysis of the essential features of the claimed device for limiting the charging current of the load capacitor and its prototype shows that the first, in contrast to the prototype, has the following distinctive features:

- в устройство введен генератор пилообразного сигнала, вход которого соединен с выходом первого выпрямителя;- a sawtooth signal generator is introduced into the device, the input of which is connected to the output of the first rectifier;

- введен компаратор, выход которого подключен к входной цепи блока гальванической изоляции, а его первый вход соединен с выходом генератора пилообразного сигнала;- a comparator is introduced, the output of which is connected to the input circuit of the galvanic isolation unit, and its first input is connected to the output of the sawtooth signal generator;

- введен измерительный преобразователь тока, включенный в разрыв провода, соединяющего вторую выходную клемму второго управляемого выпрямителя со второй выходной клеммой устройства;- a measuring current transducer is introduced, included in a wire break connecting the second output terminal of the second controlled rectifier with the second output terminal of the device;

- введены регулятор тока и задатчик тока, причем первый и второй входы регулятора тока соединены с выходами задатчика тока и измерительного преобразователя тока соответственно, а выход регулятора тока соединен со вторым входом компаратора.- a current controller and a current controller are introduced, the first and second inputs of the current controller being connected to the outputs of the current controller and a current transducer, respectively, and the output of the current controller connected to the second input of the comparator.

Отличительные признаки предлагаемого решения выполняют следующие функциональные задачи для достижения требуемого технического результата.Distinctive features of the proposed solution perform the following functional tasks to achieve the desired technical result.

Признаки: «… в устройство введен генератор пилообразного сигнала, вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, … введен компаратор, выход которого подключен к входной цепи блока гальванической изоляции, а его первый вход соединен с выходом генератора пилообразного сигнала, … введен измерительный преобразователь тока, включенный в разрыв провода, соединяющего вторую выходную клемму второго управляемого выпрямителя со второй выходной клеммой устройства, … введены регулятор тока и задатчик тока, причем первый и второй входы регулятора тока соединены с выходами задатчика тока и измерительного преобразователя тока соответственно, а выход регулятора тока соединен со вторым входом компаратора», позволяют контролировать значение тока заряда и изменять угол проводимости тиристоров второго управляемого выпрямителя таким образом, чтобы ток заряда не превышал заданного значения, определяемого уставкой задатчика тока.Signs: "... a sawtooth signal generator is introduced into the device, the input of which is connected to the output of the first rectifier, ... a comparator is inserted, the output of which is connected to the input circuit of the galvanic isolation unit, and its first input is connected to the output of the sawtooth signal generator, ... a current measuring transducer is inserted, included in the gap of the wire connecting the second output terminal of the second controlled rectifier with the second output terminal of the device, ... a current regulator and a current regulator are introduced, the first and second inputs being the current collector is connected to the outputs of the current setter and the current measuring transducer, respectively, and the output of the current regulator is connected to the second input of the comparator ”, they allow you to control the value of the charge current and change the conduction angle of the thyristors of the second controlled rectifier so that the charge current does not exceed a specified value determined by the setting current setter.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Указанные существенные признаки, отличающие заявленное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки от прототипа, в совокупности с признаками, общими для него и прототипа, обеспечивает достижение заявленного технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result, i.e. due to this combination of essential features of the invention, it became possible to solve the problem. These essential features that distinguish the claimed device for limiting the charging current of the load capacitor from the prototype, together with the features common to it and the prototype, ensures the achievement of the claimed technical result in all cases to which the scope of legal protection applies.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки; на фиг. 2 - осциллограммы сигналов, полученные при схемотехническом моделировании процессов, сопровождающих заряд конденсатора нагрузки при подключении устройства к питающей сети: график изменения напряжения UС(t) на конденсаторе нагрузки (кривая 1) и соответствующий ему вид сигнала управления UУ(t) на выходе компаратора (осциллограмма 2), а также форма мгновенных значений IЗ(t) тока заряда конденсатора.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a functional diagram of a device for limiting the charging current of a load capacitor; in FIG. 2 - waveforms of signals obtained during the circuit simulation of the processes accompanying the load of the load capacitor when the device is connected to the mains: a graph of the voltage U С (t) on the load capacitor (curve 1) and the corresponding form of the control signal U У (t) at the output comparator (waveform 2), as well as the form of instantaneous values I З (t) of the capacitor charge current.

На фиг. 3 - приведены осциллограммы сигналов при схемотехническом моделировании режима возникновения перегрузки, близкого к короткому замыканию на выходе устройства в интервале времени t1-t2: вид сигнала управления UУ(t) на выходе компаратора (график 1), сигнал на выходе измерительного преобразователя тока (кривая 2) и форма мгновенных значений IН(t) тока нагрузки.In FIG. 3 - shows the waveforms of signals during circuit simulation of the mode of occurrence of an overload close to a short circuit at the device output in the time interval t 1 -t 2 : type of control signal U У (t) at the output of the comparator (graph 1), signal at the output of the current transducer (curve 2) and the shape of the instantaneous values I N (t) of the load current.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока содержит первый выпрямитель 1, блок 2 гальванической изоляции, второй управляемый выпрямитель 3 с тиристорами, развязывающие диоды 4, ограничительные резисторы 5 в цепях управления тиристорами, генератор 6 пилообразного сигнала, вход которого соединен с выходом первого выпрямителя 1, задатчик 7 тока, регулятор 8 тока, компаратор 9 и измерительный преобразователь 10 тока, при этом измерительный преобразователь 10 тока включен в разрыв провода, соединяющего первую выходную клемму второго управляемого выпрямителя 3 с первой выходной клеммой для подключения конденсатора нагрузки, первый и второй входы регулятора тока 8 соединены с выходами задатчика 7 тока и измерительного преобразователя 10 тока соответственно, первый вход компаратора 9 соединены с выходом генератора 6 пилообразного сигнала, второй вход компаратора 9 соединен с выходом регулятора 8 тока, а выход компаратора 9 подключен к входной цепи блока 2 гальванической изоляции. При этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя 1 и на вход второго управляемого выпрямителя 3, выходная цепь блока 2 гальванической изоляции соединяет связанные вместе катоды развязывающих диодов 4 и управляющие выводы тиристоров второго управляемого выпрямителя 3 через ограничительные резисторы 5, аноды развязывающих диодов 4 подключены к шинам питающего напряжения, а вторая выходная клемма второго управляемого выпрямителя 3 соединена со второй выходной клеммой для подключения конденсатора нагрузки.A device for limiting the charging current of a load capacitor when connected to an AC network contains a first rectifier 1, a galvanic isolation unit 2, a second controlled rectifier 3 with thyristors, decoupling diodes 4, limiting resistors 5 in the thyristor control circuits, a sawtooth signal generator 6, the input of which is connected with the output of the first rectifier 1, a current adjuster 7, a current regulator 8, a comparator 9 and a current measuring transducer 10, while the current measuring transducer 10 is included in the wire gap a, connecting the first output terminal of the second controlled rectifier 3 with the first output terminal for connecting the load capacitor, the first and second inputs of the current regulator 8 are connected to the outputs of the current generator 7 and the current measuring transducer 10, respectively, the first input of the comparator 9 is connected to the output of the sawtooth signal generator 6 , the second input of the comparator 9 is connected to the output of the current regulator 8, and the output of the comparator 9 is connected to the input circuit of the galvanic isolation unit 2. In this case, the busbars of the AC supply voltage are connected to the input of the first rectifier 1 and to the input of the second controlled rectifier 3, the output circuit of the galvanic isolation unit 2 connects the cathodes of the decoupling diodes 4 connected together and the control leads of the thyristors of the second controlled rectifier 3 through the limiting resistors 5, anodes of the decoupling diodes 4 connected to the busbars of the supply voltage, and the second output terminal of the second controlled rectifier 3 is connected to the second output terminal for connecting the capacitor to the load zki.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока работает следующим образом.A device for limiting the charging current of a load capacitor when connected to an AC network operates as follows.

Выпрямленное напряжение с выхода первого выпрямителя 1 поступает на вход генератора 6 пилообразного сигнала, на выходе которого формируется периодический сигнал, синхронизированный с моментом перехода сетевого напряжения через ноль. В регуляторе тока 8 определяется рассогласование между заданным значением тока, поступающего с выхода задатчика 7 тока на первый вход регулятора 8 тока, и средним значением фактического тока в цепи заряда конденсатора нагрузки, поступающего с выхода измерительного преобразователя 10 тока на второй вход регулятора 8 тока. Полученный сигнал с выхода регулятора 8 тока поступает на второй вход компаратора 9, где происходит его сравнение с пилообразным сигналом, который с выхода генератора 6 поступает на первый вход компаратора 9. В результате на выходе компаратора 9 формируется последовательность прямоугольных импульсов с частотой питающей сети и изменяющейся длительностью от минимального значения до максимального. Эти импульсы через блок 2 гальванической изоляции воздействуют на цепи управления тиристорами второго управляемого выпрямителя 3, при этом во включенном состоянии оказывается тот тиристор, на аноде которого в данный момент присутствует напряжение положительного знака, а угол его проводимости определяется длительностью управляющего импульса с выхода компаратора. Таким образом, за счет действия обратной связи по току с выхода измерительного преобразователя 10 в процессе заряда конденсатора нагрузки С поддерживается неизменным среднее значение его тока заряда, равное уставке в блоке задатчика 7. По мере заряда конденсатора напряжение на нем растет и для поддержания неизменного значения тока заряда происходит увеличение длительности управляющих импульсов на выходе компаратора и, соответственно, увеличение углов проводимости тиристоров до полностью открытого состояния. Описанный процесс иллюстрируется осциллограммами, приведенными на фиг. 2.The rectified voltage from the output of the first rectifier 1 is fed to the input of a sawtooth signal generator 6, at the output of which a periodic signal is generated, synchronized with the moment the mains voltage passes through zero. In the current controller 8, a mismatch is determined between the set value of the current supplied from the output of the current setter 7 to the first input of the current controller 8 and the average value of the actual current in the charge circuit of the load capacitor supplied from the output of the current measuring transducer 10 to the second input of the current controller 8. The received signal from the output of the current regulator 8 is fed to the second input of the comparator 9, where it is compared with a sawtooth signal, which from the output of the generator 6 is fed to the first input of the comparator 9. As a result, a sequence of rectangular pulses with the frequency of the supply network and changing duration from minimum to maximum. These pulses through the galvanic isolation unit 2 act on the thyristor control circuits of the second controlled rectifier 3, while the thyristor is turned on when the positive voltage is present at the anode and its conduction angle is determined by the duration of the control pulse from the output of the comparator. Thus, due to the action of current feedback from the output of the measuring transducer 10 during the charging of the load capacitor C, the average value of its charge current is kept constant, equal to the setting in the unit of the setter 7. As the capacitor charges, the voltage across it increases and to maintain a constant current value charge there is an increase in the duration of the control pulses at the output of the comparator and, accordingly, an increase in the conductivity angles of the thyristors to a fully open state. The described process is illustrated by the oscillograms shown in FIG. 2.

При возникновении перегрузки на выходе устройства процесс ограничения тока выполняется аналогично, т.е. за счет действия обратной связи по току осуществляется поддержание среднего значения тока нагрузки, равного заданной уставке в задатчике 7. Как следует из осциллограмм, приведенных на фиг. 3, в интервале времени (t1-t2) действия перегрузки происходит необходимое уменьшение длительности управляющих импульсов с выхода компаратора 9, что приводит к уменьшению углов проводимости тиристоров управляемого выпрямителя 3 и ограничению тока нагрузки на заданном уровне. При снятии перегрузки напряжение на выходе устройства восстанавливается на исходном уровне.If an overload occurs at the output of the device, the current limiting process is performed similarly, i.e. due to the action of the current feedback, the average value of the load current is maintained equal to the specified setting in the setter 7. As follows from the oscillograms shown in FIG. 3, in the time interval (t 1 -t 2 ) of the overload action, a necessary decrease in the duration of the control pulses from the output of the comparator 9 occurs, which leads to a decrease in the conductivity angles of the thyristors of the controlled rectifier 3 and the load current is limited at a given level. When removing the overload, the voltage at the output of the device is restored to its original level.

Таким образом, в устройстве наряду с ограничением зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока осуществляется также и защита от токов перегрузки, включая и режим короткого замыкания независимо от внешних факторов, а именно: от значения емкости конденсатора С, от возможных изменений питающего напряжения, а также от значения нагрузки, подключенной на выходе устройства в процессе заряда конденсатора С, или от каких либо других условий функционирования.Thus, in addition to limiting the charging current of the load capacitor when connected to an alternating current network, the device also protects against overload currents, including short circuit mode, regardless of external factors, namely, from the value of capacitor C, from possible changes in the supply voltage , as well as from the value of the load connected to the output of the device during the charge of the capacitor C, or from any other operating conditions.

Claims (1)

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, содержащее первый выпрямитель, блок гальванической изоляции, второй управляемый выпрямитель с тиристорами, развязывающие диоды, ограничительные резисторы в цепях управления тиристорами, при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго управляемого выпрямителя, выходная цепь блока гальванической изоляции соединяет связанные вместе катоды развязывающих диодов и управляющие выводы тиристоров второго управляемого выпрямителя через ограничительные резисторы, аноды развязывающих диодов подключены к шинам питающего напряжения, а выход второго управляемого выпрямителя соединен с выходными клеммами устройства для подключения конденсатора нагрузки, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены генератор пилообразного сигнала, вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, задатчик тока, регулятор тока, компаратор и измерительный преобразователь тока, при этом измерительный преобразователь тока включен в разрыв провода, соединяющего одну из выходных клемм второго управляемого выпрямителя с выходной клеммой устройства, первый и второй входы регулятора тока соединены с выходами задатчика тока и измерительного преобразователя тока соответственно, первый вход компаратора соединен с выходом генератора пилообразного сигнала, а второй вход компаратора соединен с выходом регулятора тока, при этом выход компаратора подключен к входной цепи блока гальванической изоляции. A device for limiting the charging current of a load capacitor, comprising a first rectifier, a galvanic isolation unit, a second controlled rectifier with thyristors, decoupling diodes, limiting resistors in the thyristor control circuits, while the supply voltage AC buses are connected to the input of the first rectifier and to the input of the second controlled rectifier, the output circuit of the galvanic isolation unit connects the cathodes of decoupling diodes connected together and the control leads of the thyristors of the second controlled rectifier through limiting resistors, anodes of decoupling diodes are connected to the supply voltage buses, and the output of the second controlled rectifier is connected to the output terminals of the device for connecting a load capacitor, characterized in that a sawtooth signal generator is added to the device, the input of which is connected to the output of the first rectifier, a current regulator, a comparator and a current measuring transducer, while the current measuring transducer is included in the wire break, connect one of the output terminals of the second controlled rectifier with the output terminal of the device, the first and second inputs of the current regulator are connected to the outputs of the current collector and current transducer, respectively, the first input of the comparator is connected to the output of the sawtooth signal generator, and the second input of the comparator is connected to the output of the current regulator, while the output of the comparator is connected to the input circuit of the galvanic isolation unit.
RU2015151373/07A 2015-11-30 2015-11-30 Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network RU2604883C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151373/07A RU2604883C1 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151373/07A RU2604883C1 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2604883C1 true RU2604883C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015151373/07A RU2604883C1 (en) 2015-11-30 2015-11-30 Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604883C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1617560A1 (en) * 1989-01-31 1990-12-30 Предприятие П/Я А-7162 Device for limiting charging current
RU2009606C1 (en) * 1992-05-28 1994-03-15 Коновалов Сергей Иванович Device for limiting charging current for network power supply
US6538906B1 (en) * 2002-02-11 2003-03-25 Delta Electronics, Inc. Energy storage circuit for DC-DC converter
RU2564137C1 (en) * 2014-08-19 2015-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Device for limiting charge current of load capacitor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1617560A1 (en) * 1989-01-31 1990-12-30 Предприятие П/Я А-7162 Device for limiting charging current
RU2009606C1 (en) * 1992-05-28 1994-03-15 Коновалов Сергей Иванович Device for limiting charging current for network power supply
US6538906B1 (en) * 2002-02-11 2003-03-25 Delta Electronics, Inc. Energy storage circuit for DC-DC converter
RU2564137C1 (en) * 2014-08-19 2015-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Device for limiting charge current of load capacitor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11075540B2 (en) Uninterruptible power supply device
GB1601880A (en) Control circuit for periodically supplying current to a load circuit
US10356867B2 (en) Light-dimming device
US20180198363A1 (en) Discharge device, power supply apparatus, and discharge method
KR20200030581A (en) AC switch and uninterruptible power supply and pure low compensation device provided with the same
JP2022504696A (en) Devices and methods for discharging DC link capacitors, power converters, and vehicles
JP2018011420A5 (en)
EP3182572A1 (en) Electronic circuit and method for operating an electronic circuit
US9594119B2 (en) Circuit arrangement and process for detecting a switch position
US9343977B2 (en) Power conversion apparatus and over power protection method thereof
RU2604883C1 (en) Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network
RU2018144409A (en) Installation of electrical power supply and control of the installation
CN106712270B (en) Control method and control device of square wave uninterruptible power supply
US3265956A (en) Electrical apparatus
US9673622B2 (en) Power supplying system, linear controlling module thereof, and controlling method of switching component
US9806603B2 (en) Circuit with comparison of input voltage to upper and lower thresholds
RU2647700C1 (en) Variable amplitude pulse generator
RU2564137C1 (en) Device for limiting charge current of load capacitor
RU2610924C1 (en) Load capacitor charging current limiting device at connection to ac network
JP2016119772A (en) System interconnection inverter
US20120099347A1 (en) Frequency converter assembly
RU2566677C1 (en) Device for limiting charge current of load capacitor
US9831798B2 (en) Power conversion apparatus, power generation system, and control method
RU149858U1 (en) VOLTAGE RETURN CONVERTER WITH PROTECTIVE CIRCUIT DURING INPUT VOLTAGE
RU2588581C1 (en) Power supply with current input

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181201