RU2658653C1 - Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования - Google Patents

Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования Download PDF

Info

Publication number
RU2658653C1
RU2658653C1 RU2017120003A RU2017120003A RU2658653C1 RU 2658653 C1 RU2658653 C1 RU 2658653C1 RU 2017120003 A RU2017120003 A RU 2017120003A RU 2017120003 A RU2017120003 A RU 2017120003A RU 2658653 C1 RU2658653 C1 RU 2658653C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
electrical equipment
transformer
switching overvoltages
power supply
Prior art date
Application number
RU2017120003A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Валерьевич Мельниченко
Александр Юрьевич Портной
Сергей Геннадьевич Шрамко
Алексей Олегович Линьков
Дмитрий Андреевич Яговкин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
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 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority to RU2017120003A priority Critical patent/RU2658653C1/ru
Priority to PCT/RU2018/000357 priority patent/WO2018226121A1/ru
Priority to EP18814023.0A priority patent/EP3637602A4/en
Priority to CN201880027454.4A priority patent/CN110574264A/zh
Application granted granted Critical
Publication of RU2658653C1 publication Critical patent/RU2658653C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/16—Means for providing current step on switching, e.g. with saturable reactor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H02M1/346—Passive non-dissipative snubbers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике, в частности к цепям защиты коммутационных аппаратов от перенапряжений, накоплению и полезному использованию этой энергии для питания другого электрооборудования. Изобретение может быть использовано, например, в преобразовательной технике. Способ защиты и полезного использования энергии коммутационных перенапряжений при работе электрооборудования, возникающих при размыкании цепи между трансформатором и активно-индуктивной нагрузкой, заключается в том, что энергия коммутационных перенапряжений запасается и преобразуется подключенным к защищаемым цепям импульсным трансформаторным источником питания, состоящим из диодного выпрямителя или моста, конденсатора, подключенного к выходу диодного выпрямителя или моста, импульсного трансформатора, подключенного к конденсатору, электронного ключа, схемы управления электронным ключом, выходного выпрямителя, подключенного к трансформатору и предназначенного для питания электроэнергией другого электрооборудования. Схема управления импульсного источника питания обеспечивает регулирование длительности разряда конденсатора в зависимости от длительности коммутационных перенапряжений. 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к электротехнике, в частности к цепям защиты коммутационных аппаратов от перенапряжений, накоплению и полезному использованию этой энергии для питания другого электрооборудования и может быть использовано в преобразовательной технике.
Уровень техники
Известны способы и реализующие их устройства защиты тиристорного электрооборудования от коммутационных перенапряжений, основанные на поглощении энергии перенапряжения при помощи демпфирующих конденсаторов и резисторов; оксидно-цинковых нелинейных ограничителей; разрядников; диодных ограничителей (Бикфорд Дж.П. и др. Основы теории перенапряжений в электрических сетях: Пер. с англ. / В.В. Базуткин; Под ред. А.А. Обуха. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 147-158; Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 152 с.; Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике: Пер. с нем. / И.П. Кужекин; Под ред. Б.К. Максимова. - М.: Энергоатомиздат, 1995, с. 127-137, 178-184; SU 851615, 30.07.1981).
Недостатком указанных способов и реализующих их устройств является невозможность с их помощью добиться эффективного снижения коммутационных перенапряжений, а также то, что энергия коммутационных перенапряжений гасится на снабберной (демпфирующей) цепи в виде потерь.
Известен способ защиты от коммутационных перенапряжений IGBT модуля выпрямительной установки возбуждения электровоза (RU 2565633 С1, 20.10.2015). Данный способ позволяет защитить IGBT модуль от коммутационных перенапряжений путем отведения с его коллектора большей части энергии индуктивностей рассеяния через дополнительные управляемые электронные ключи на дополнительные вторичные обмотки тягового трансформатора электровоза с общим сердечником, путем включения дополнительных электронных ключей поочередно, в зависимости от полупериода сетевого напряжения, в момент не позже выключения защищаемого IGBT транзисторного модуля, а выключение происходит через некоторый промежуток времени, зависящий от длительности коммутационных перенапряжений. Недостатком предлагаемого способа является то, что энергия коммутационных перенапряжений отдается в сеть, что может вызвать дополнительные искажения напряжения сети, а также значительное усложнение тягового трансформатора.
Известны импульсные источники питания с обратноходовым преобразователем, например (SU 1707606 А1, 23.01.1992) (прототип). Данное изобретение обеспечивает повышение качества стабилизации и надежности источника за счет стабилизации базового тока силового транзистора. Подобные изобретения не предназначались и не использовались для защиты от коммутационных перенапряжений.
Раскрытие изобретения
Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования, возникающих при размыкании нагрузки, содержащей индуктивности, отличающийся тем, что энергия коммутационных перенапряжений запасается и преобразуется подключенным к защищаемым цепям импульсным трансформаторным источником питания, состоящим из диодного выпрямителя или моста, конденсатора, подключенного к выходу диодного выпрямителя или моста, импульсного трансформатора, подключенного к конденсатору, электронного ключа, схемы управления электронным ключом, выходного выпрямителя, подключенного к трансформатору и предназначенного для питания электроэнергией другого оборудования.
Описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема устройства, запасающего и преобразующего энергию коммутационных перенапряжений.
Осуществление изобретения
Устройство представляет собой импульсный трансформаторный источник питания 5, подключенный к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения 1 (имеющий индуктивности рассеяния 2) перед ключевыми элементами 3, включает в себя диодный выпрямитель или мост 6, конденсатор 7, подключенный к выходу диодного выпрямителя или моста, импульсный трансформатор 8, электронный ключ 9, схему управления электронным ключом 10, выходной выпрямитель 11. Диод 4 обеспечивает непрерывность протекания тока нагрузки при разомкнутых ключах 3.
Техническим результатом является защита ключевых элементов от коммутационных перенапряжений, а также накопление и преобразование этой энергии для питания другого электрооборудования.

Claims (1)

  1. Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования, возникающих при размыкании нагрузки, содержащей индуктивности, отличающийся тем, что энергия коммутационных перенапряжений запасается и преобразуется подключенным к защищаемым цепям импульсным трансформаторным источником питания, состоящим из диодного выпрямителя или моста, конденсатора, подключенного к выходу диодного выпрямителя или моста, импульсного трансформатора, подключенного к конденсатору, электронного ключа, схемы управления электронным ключом, выходного выпрямителя, подключенного к трансформатору и предназначенного для питания электроэнергией другого оборудования.
RU2017120003A 2017-06-07 2017-06-07 Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования RU2658653C1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017120003A RU2658653C1 (ru) 2017-06-07 2017-06-07 Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования
PCT/RU2018/000357 WO2018226121A1 (ru) 2017-06-07 2018-06-01 Способ снижения коммутационных перенапряжений
EP18814023.0A EP3637602A4 (en) 2017-06-07 2018-06-01 PROCESS FOR REDUCING SWITCHING OVERVOLTAGES
CN201880027454.4A CN110574264A (zh) 2017-06-07 2018-06-01 降低操作过电压的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017120003A RU2658653C1 (ru) 2017-06-07 2017-06-07 Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658653C1 true RU2658653C1 (ru) 2018-06-22

Family

ID=62713590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017120003A RU2658653C1 (ru) 2017-06-07 2017-06-07 Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3637602A4 (ru)
CN (1) CN110574264A (ru)
RU (1) RU2658653C1 (ru)
WO (1) WO2018226121A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020216184A1 (de) 2020-12-17 2022-06-23 Vitesco Technologies Germany Gmbh Galvanisch trennender Bordnetz-Gleichspannungwandler, Fahrzeugbordnetz mit Bordnetz-Gleichspannungswandler und Verfahren zum Betreiben eines galvanisch trennenden Gleichspannungwandlers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU944957A1 (ru) * 1980-07-03 1982-07-23 Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Т говый электропривод переменного тока
JP2007282313A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Denso Corp 回転機駆動装置
RU2565633C1 (ru) * 2014-10-24 2015-10-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Выпрямительная установка возбуждения электровоза на igbt модуле со способом защиты от коммутационных перенапряжений

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU851615A1 (ru) 1979-11-06 1981-07-30 Предприятие П/Я Г-4485 Устройство дл защиты от перенапр -жЕНий ТиРиСТОРНОгО пРЕОбРАзОВАТЕл
SU1707606A1 (ru) 1989-06-09 1992-01-23 Киевское производственное объединение "Электронмаш" им.В.И.Ленина Импульсный источник питани с обратным преобразователем
JPH0576103A (ja) * 1991-09-11 1993-03-26 Toshiba Corp 電気車制御装置
US5898581A (en) * 1997-08-27 1999-04-27 Lucent Technologies Inc. Active snubber for buck-based converters and method of operation thereof
US6005782A (en) * 1998-10-16 1999-12-21 Nortel Networks Corporation Flyback converter with soft switching using auxiliary switch and resonant circuit
TW583830B (en) * 2002-11-04 2004-04-11 Potrans Electrical Corp Ltd Converter with active LC shock absorbing circuit
US6980447B1 (en) * 2004-10-18 2005-12-27 Artesyn Technologies, Inc. Active snubber circuit for synchronous rectifier
CN101651419B (zh) * 2009-08-25 2012-07-04 陆东海 开关电源电路
WO2012105112A1 (ja) * 2011-02-04 2012-08-09 三菱電機株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
DE102012202869A1 (de) * 2012-02-24 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Ansteuervorrichtung und Ansteuerverfahren einer aktiven Snubberschaltung für einen Gleichspannungswandler
KR102098223B1 (ko) * 2013-12-13 2020-04-08 엘지이노텍 주식회사 다중 출력 직류/직류 컨버터 및 다중 출력 직류/직류 컨버터를 포함하는 전원 장치
US20170373605A1 (en) * 2014-12-09 2017-12-28 Powerbyproxi Limited Inductive power receiver

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU944957A1 (ru) * 1980-07-03 1982-07-23 Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Т говый электропривод переменного тока
JP2007282313A (ja) * 2006-04-03 2007-10-25 Denso Corp 回転機駆動装置
RU2565633C1 (ru) * 2014-10-24 2015-10-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Выпрямительная установка возбуждения электровоза на igbt модуле со способом защиты от коммутационных перенапряжений

Also Published As

Publication number Publication date
EP3637602A4 (en) 2021-01-20
WO2018226121A1 (ru) 2018-12-13
EP3637602A1 (en) 2020-04-15
CN110574264A (zh) 2019-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10389262B2 (en) Device for temporarily taking over electrical current from an energy transfer or distribution device, when needed
Sano et al. A surgeless solid-state DC circuit breaker for voltage-source-converter-based HVDC systems
US20150372474A1 (en) Circuit interruption device
US10998718B2 (en) Lightning and overvoltage protection device for data networks, telephony services, electroacoustic installations or bus systems
CN108701556B (zh) 直流电压开关
US20190074149A1 (en) DC Voltage Switch
AU2017223887B2 (en) Device for switching a DC current in a pole of a DC voltage network
Zhou et al. Design considerations of tri-mode intelligent solid state circuit breaker using GaN transistors
RU2658653C1 (ru) Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования
US10033347B2 (en) DC/DC electrical configuration for operating over a large span of input voltages
US11245255B2 (en) Solid-state circuit breaker and breaking method for solid-state circuit breaker
RU141793U1 (ru) Устройство запуска и защиты преобразователя напряжения
RU2533184C1 (ru) Комбинированное сетевое защитное устройство
Sack et al. Design of a semiconductor-based bipolar Marx generator
Chakraborty et al. Design concept of a high power high frequency power supply for feeding 500 kV, 100 mA Cockcroft-Walton generator
CN207559965U (zh) 一种快速关断的直流固态继电器
US11539326B2 (en) Photovoltaic direct-current breaking apparatus
Sakugawa et al. Compact capacitor charger using resonant MOSFET inverter
KR101694091B1 (ko) Flyback 인덕터 구조 적용을 위한 음의 문턱전압 5-단자 엔모스 트랜지스터 소자를 이용한 전력 공급 회로 장치
CN110994573A (zh) 一种基于变压器反转极性退磁法的泄流保护电路
CN215344396U (zh) 一种正激式开关电源电路
CN203368314U (zh) 抑制开关电源开机冲击电流的电路
You et al. Over-voltage protection using power Zener diode for matrix converter and matrix-Z-source converter
Chen et al. Transient DC over-voltage protection for ITER PF AC/DC converter
RU126220U1 (ru) Преобразователь напряжения с защитой от перегрузки