Силовая шинная сборка для преобразователя напряжения
Предложение относится к электроэнергетике и может быть применено при монтаже токоведущих шин мощных статических преобразователей напряжения. Технический результат полезной модели - повышение нагрузочной способности токоведущей шинной сборки статического преобразователя напряжения. Шинная сборка содержит параллельно зафиксированные непроводящими стяжками центральную шину 1 и две крайних шины 2 и 3. Шины 2 и 3 отделены от центральной шины 1 диэлектрическими прокладками 4 на всем протяжении шинной сборки. Токопроводящие шины 1, 2 и 3 расположены параллельно друг другу и вместе с прокладками 4 фиксированы с помощью нескольких непроводящих стяжек, установленных вдоль шинной сборки. Непроводящие стяжки выполнены из полимерного материала в виде струбцин 5, стянутых с помощью болтов 6 и гаек 7. Каждая из шин 2 и 3 включает протяженную часть 8 прямоугольного сечения, а шина 1 - две протяженные части 9 и 10 прямоугольного сечения, которые разделены воздушным промежутком. Все токопроводящие шины снабжены отводами для подключения силовых элементов схемы преобразователя: конденсаторных батарей и коммутирующих элементов (тиристоров или транзисторов IGBT). Отводы 11 центральной шины 1 и отводы 12 крайних шин 2 и 3 расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. 2 ил.
Область техники
Предложение относится к электроэнергетике и может быть применено при монтаже силовых токоведущих шин мощных статических преобразователей напряжения.
Уровень техники
Протяженные шинные сборки малой индуктивности используют в мощных статических преобразователях для соединения конденсаторных батарей с удаленными от них коммутирующими элементами инвертора.
Известна, выбранная в качестве прототипа, силовая шинная сборка, предназначенная для мощных статических преобразователей напряжения и содержащая параллельно зафиксированные непроводящими стяжками токоведущие шины: центральную шину и две крайние шины, отделенные на всем протяжении шинной сборки от центральной шины диэлектрическими прокладками, при этом каждая шина снабжена отводами для подключения конденсаторных батарей и коммутирующих элементов преобразователя [заявка РСТ WO 2002/080324]. Благодаря близкому параллельному расположению токоведущих шин и отделению крайних шин от центральной шины диэлектрическими прокладками на всем протяжении шинной сборки токоведущие шины прототипа обладают малой индуктивностью.
Недостаток известного устройства - плохие условия охлаждения закрытой диэлектрическими прокладками центральной шины, несущей наибольшую токовую нагрузку.
Раскрытие полезной модели
Технический результат полезной модели - повышение нагрузочной способности силовой шинной сборки статического преобразователя напряжения.
Предметом изобретения является силовая шинная сборка, содержащая параллельно зафиксированные непроводящими стяжками центральную шину и две крайние шины, отделенные от центральной шины диэлектрическими прокладками на всем протяжении шинной сборки, при этом каждая шина снабжена отводами для подключения конденсаторных батарей и коммутирующих элементов преобразователя напряжения, а центральная шина выполнена из двух параллельных частей, разделенных воздушным промежутком.
Эта совокупность признаков позволяет получить указанный выше технический результат.
Краткое описание фигур чертежей.
На фиг.1 представлена шинная сборка в поперечном разрезе. Фиг.2 иллюстрирует использование шинной сборки в мощном статическом преобразователе напряжения.
Осуществление полезной модели
Показанная на фиг.1 шинная сборка содержит параллельно зафиксированные непроводящими стяжками центральную шину 1 и две крайних шины 2 и 3. Шины 2 и 3 отделены от центральной шины 1 диэлектрическими прокладками 4 на всем протяжении шинной сборки. Токопроводящие шины 1, 2 и 3 расположены параллельно друг другу и вместе с прокладками 4 фиксированы с помощью нескольких непроводящих стяжек, установленных вдоль шинной сборки.
Непроводящие стяжки выполнены из полимерного материала в виде струбцин 5, стянутых с помощью болтов 6 и гаек 7. Каждая из шин 2 и 3 включает протяженную часть 8 прямоугольного сечения, а шина 1 - две протяженные части 9 и 10 прямоугольного сечения, которые разделены воздушным промежутком. Для уменьшения индуктивности электрическое соединение частей 9 и 10 выполняется только на одном конце шинной сборки, вблизи конденсаторных батарей.
Все токопроводящие шины снабжены отводами для подключения силовых элементов схемы преобразователя: конденсаторных батарей и коммутирующих элементов (тиристоров или транзисторов IGBT). Отводы 11 центральной шины 1 и отводы 12 крайних шин 2 и 3, показанные на фиг.1, расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Фиг.2 иллюстрирует использование шинной сборки в мощном силовом инверторе, являющимся частью преобразователя напряжения. В состав инвертора, входят две последовательно соединенные конденсаторные батареи 13 и 14, средняя точка 15 которых подключена к нейтральной шине 1, имеющей нулевой потенциал. Точка 15 может быть заземлена. К второму выводу батареи 13, заряжаемой до положительного потенциала, подсоединена шина 2, а к второму выводу батареи 14, заряжаемой до отрицательного потенциала, подсоединена шина 3. Цепи заряда батарей 13 и 14 на фиг.2 не показаны.
Инвертор с помощью ключей 16, установленных в каждой фазе, формирует переменный ток требуемой частоты. Формирование осуществляется методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) путем переключения фазы между тремя уровнями постоянного напряжения, поступающего от батарей 13 и 14. При этом рабочая частота коммутации ключей 16 обычно близка к 3,0 кГц.
В конструкции прототипа единая центральная шина на всем протяжении шинной сборки заключена между диэлектрическими пластинами, отделяющими ее от крайних шин, и поэтому большая часть ее поверхности не охлаждается воздухом.
Выполнение центральной шины из двух параллельных частей, разделенных воздушным промежутком, существенно улучшает ее тепловой режим. С учетом большой токовой нагрузки на центральную шину (ее средний ток в два раза превышает средний ток каждой крайней шины) это позволяет существенно повысить нагрузочную способность предлагаемой шинной сборки в целом, и соответственно - использующего ее преобразователя напряжения.
Силовая шинная сборка, содержащая параллельно зафиксированные непроводящими стяжками центральную шину и две крайние шины, отделенные от центральной шины диэлектрическими прокладками на всем протяжении шинной сборки, при этом каждая шина снабжена отводами для подключения конденсаторных батарей и коммутирующих элементов преобразователя напряжения, а центральная шина выполнена из двух параллельных частей, разделенных воздушным промежутком.