RU2701152C1

RU2701152C1 - High-voltage converter with a precharge (versions)

Info

Publication number: RU2701152C1
Application number: RU2019102230A
Authority: RU
Inventors: Илья Николаевич Джус
Original assignee: Илья Николаевич Джус
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2019-09-25

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in a powerful electric drive. High-voltage converter with a precharge contains series-connected rectifier-inverter units (8) connected by their inputs to secondary windings (2–7) of the power transformer, and the outputs of these units are connected to load (9). Primary winding of power transformer includes switch (13). Resistor is connected in series with secondary winding of transformer (10). Secondary winding of a pre-charge transformer with a serial resistor is connected between zero points of load stars and rectifier-inverter units, and a starting contact is included in the primary winding of the pre-charge transformer.EFFECT: simplification.2 cl, 2 dwg

Description

Предложение относится к электротехнике и может использоваться в мощном электроприводе. Широко известный /1/ частотный преобразователь содержит последовательно соединенные выпрямительно-инверторных блоков, которые соединены входами с обмотками трансформатора, а выходы цепи выпрямительно-инверторных блоков подключены к нагрузке. Недостаток устройства состоит в сложной схеме трансформатора, обусловленной необходимостью устройства трехфазных обмоток трансформатора для подзаряда. Это усложняет трансформатор. Наиболее близким по сути к первому варианту является трехфазный высоковольтный частотный преобразователь /2/, с предзарядом, содержащий последовательно соединенные выпрямительно-инверторные блоки, которые соединены входами с вторичными обмотками силового трансформатора, а выходы последовательно соединенных блоков соединены в звезду и подключены к звезде нагрузке и в первичную обмотку силового трансформатора включен выключатель, и имеющий резистор, включенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора предзаряда. Наиболее близким по сути ко второму варианту является преобразователь /2/, содержащий в каждой из трех фаз последовательно соединенные выпрямительно-инверторные блоки, которые соединены звезду и подключены к нагрузке, и имеющий первый резистор, включенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора предзаряда, в первичную обмотку которого включен контакты пускателя, и второй и третий резисторы, как и первый резистор подключены выводом к выходам блоков и второй вывод первого резистора соединен с первым выводом вторичной обмоткой трансформатора предзаряда, а второй вывод этой обмотки трансформатора соединен с нулевым выводом инверторов является В трехфазном исполнении такие устройства - сложны, ибо требуется три трансформатора предзаряда, три резистора и трехфазный высоковольтный выключатель в нагрузке.The proposal relates to electrical engineering and can be used in a powerful electric drive. The well-known / 1 / frequency converter comprises series-connected rectifier-inverter blocks, which are connected by inputs to the transformer windings, and the circuit outputs of the rectifier-inverter blocks are connected to the load. The disadvantage of this device is the complex transformer circuit due to the need for three-phase windings of the transformer for recharging. This complicates the transformer. The closest to the first option is a three-phase high-voltage frequency converter / 2 /, with a precharge, containing series-connected rectifier-inverter blocks, which are connected by inputs to the secondary windings of the power transformer, and the outputs of series-connected blocks are connected to a star and connected to the star load and a switch is included in the primary winding of the power transformer, and having a resistor connected in series with the secondary winding of the pre-charge transformer. The closest to the second option is the converter / 2 /, containing in each of the three phases series-connected rectifier-inverter units that are connected to a star and connected to the load, and having a first resistor connected in series with the secondary winding of the pre-charge transformer in the primary winding which includes starter contacts, and the second and third resistors, like the first resistor, are connected by an output to the outputs of the blocks and the second output of the first resistor is connected to the first output of the secondary winding of the pre-charge transformer, and the second terminal of this transformer winding is connected to the neutral terminal of the inverters. In a three-phase version, such devices are complex because three pre-charge transformers, three resistors and a three-phase high-voltage switch are required in the load.

Техническим результатом предложения является упрощение.The technical result of the proposal is simplification.

Технический результат достигается в первом варианте за счет того, что вторичная обмотка трансформатора предзаряда с последовательным резистором включены между нулевыми точками звезд нагрузки и выпрямительно-инверторных блоков и во вторичную обмотку трансформатора предзаряда включен пусковой контакт. Технический результат достигается во втором варианте за счет того, что вторые выводы второго и третьего резистора объединены с аналогичным выводом первого резистора.The technical result is achieved in the first embodiment due to the fact that the secondary winding of the pre-charge transformer with a series resistor is connected between the zero points of the load stars and the rectifier-inverter units and the start contact is included in the secondary winding of the pre-charge transformer. The technical result is achieved in the second embodiment due to the fact that the second terminals of the second and third resistor are combined with a similar terminal of the first resistor.

На фиг. 1, 2 представлена однолинейная схема преобразователя. Обозначено:1 - первичная обмотка силового трансформатора, 2-7 - вторичные обмотки трансформатора,8 - выпрямительно-инверторные блоки, которые выполнены по схеме диодный выпрямитель-конденсатор-однофазный мостовой инвертор напряжения. Обозначено также: 9 - нагрузка (чаще всего это двигатель), 10 - резистор, 11 - вторичная обмотка трансформатора предзаряда, 12 - его первичная обмотка, 13- высоковольтный выключатель, пусковой контакт 14.In FIG. 1, 2 presents a single-line converter circuit. Designated: 1 - primary winding of the power transformer, 2-7 - secondary windings of the transformer, 8 - rectifier-inverter units, which are made according to the scheme diode rectifier-capacitor-single-phase bridge voltage inverter. It is also indicated: 9 - load (most often this is the motor), 10 - resistor, 11 - secondary winding of the pre-charge transformer, 12 - its primary winding, 13 - high-voltage switch, starting contact 14.

Преобразователь работает следующим образом. В пусковом режиме трансформатор 11,12 повышает низкое напряжение (220-380 В) до высокого (1-3 кВ), которое прикладывается к полюсам блоков 3 и производит заряд их конденсаторов 5 до номинального значения. Ток предзаряда конденсаторов 5 протекает через все блоки 3 по пути указанному стрелками. При этом часть этого тока может протекать через нагрузку 9, т.к. она подключена. Ток предзаряда составляет единицы Ампер в то время как номинальный ток нагрузки 9-сотни Ампер. Ток предзаряда не опасен нагрузке 9.После окончания предзаряда включается выключатель 13, пусковой контакт 14 - отключается. Включение 13 не вызывает бросков тока, так как конденсаторы 5 блоков 3 были предварительно заряжены. Переменное высокое (в обмотке 1 оно например 3-10 кВ) напряжение сети понижается до относительно низкого обмотками 2-5 (уровень 1-3 кВ), выпрямляется мостами 8 и фильтруется конденсаторами в блоках 8 и преобразуется ими в переменное напряжение нужной частоты. Суммарное напряжение нагрузки 9 складывается из напряжений на выходе выпрямительно-инверторных блоков 8. На этапе пуска (предварительного заряда) используется простой однофазный трансформатор. В схеме прототипа необходимо было использование дополнительного высоковольтного выключателя для отключения нагрузки на этапе предзаряда, иначе нагрузка шунтировала бы цепь конденсаторов, а в данном случае это не требуется. Все вместе значительно упрощает устройство. Аналогичные процессы и эффект обеспечивает второй вариант.The converter operates as follows. In the starting mode, the transformer 11.12 increases the low voltage (220-380 V) to high (1-3 kV), which is applied to the poles of blocks 3 and charges their capacitors 5 to the nominal value. The precharge current of capacitors 5 flows through all blocks 3 along the path indicated by arrows. Moreover, part of this current can flow through load 9, because she is connected. The pre-charge current is unity amperes while the rated load current is 9-hundred amperes. The pre-charge current is not dangerous to the load 9. After the end of the pre-charge, the switch 13 is turned on, the starting contact 14 is disconnected. Turning on 13 does not cause inrush currents, since the capacitors 5 of blocks 3 were precharged. The alternating high (in winding 1 it is, for example, 3-10 kV) the mains voltage decreases to relatively low by windings 2-5 (level 1-3 kV), is rectified by bridges 8 and filtered by capacitors in blocks 8 and converted by them to alternating voltage of the required frequency. The total load voltage 9 is the sum of the voltages at the output of the rectifier-inverter units 8. At the start-up (pre-charge) phase, a simple single-phase transformer is used. In the prototype circuit, it was necessary to use an additional high-voltage switch to disconnect the load at the precharge stage, otherwise the load would bypass the capacitor circuit, and in this case it is not required. All together greatly simplifies the device. Similar processes and effect provides the second option.

Источники информации:Information sources:

1 Патент РФ на изобретение №2364016,кл. Н02Р 9/00, Н02Р 1/00.1 RF patent for the invention No. 2364016, class. Н02Р 9/00, Н02Р 1/00.

2. Патент РФ на полезную модель №115132.2. RF patent for utility model No. 115132.

Claims

1. A high-voltage converter with a precharge, containing series-connected rectifier-inverter blocks that are connected by inputs to the secondary windings of the power transformer, and the outputs of series-connected rectifier-inverter blocks are connected to a star and connected to a load connected by a star, a switch is included in the primary winding of the power transformer and a resistor connected in series with the secondary winding of the pre-charge transformer, characterized in that the secondary winding of the transformer Ator precharge a series resistor connected between the neutral points and load star rectifier-inverter unit and a primary winding of a transformer included precharge start contact.

2. A high-voltage converter containing, in each of the three phases, series-connected rectifier-inverter units that are connected to a star and connected to the load, the first resistor connected in series with the secondary winding of the pre-charge transformer, the primary winding of which includes the contacts of the starter, and the second and third resistors, which, like the first resistor, are connected by the first leads to the outputs of the rectifier-inverter units, the second lead of the first resistor is connected to the first lead of the secondary winding ransformatora precharge the second precharge transformer output winding connected to a zero terminal of the inverter, characterized in that the second terminals of the second and third resistors are combined with the second terminal of the first resistor.