Высоковольтный вентильный блок преобразователя

 

Высоковольтный вентильный блок преобразователя предназначен для преобразования и плавного пуска высоковольтных двигателей и содержит вентильный модуль с последовательно соединенными полупроводниковыми вентилями, параллельно которым включен блок резистивно-емкостных делителей напряжения, а также вентиляторы с асинхронными конденсаторными двигателями и блоки контроля вентиляторов, подключенные к двум зажимам соответствующего двигателя; каждый блок контроля вентиляторов содержит последовательно-соединенные резистор, выпрямитель, RC-фильтр, стабилитрон и оптронный элемент, выходы всех оптронных элементов соединены последовательно и подключены на вход блока защиты преобразователя. Вентильный модуль высоковольтного вентильного преобразователя, выполнен в виде последовательно соединенных однокорпусных встречно-параллельно включенных таблеточных тиристоров, соединенных с соответствующими фазами сети и нагрузки. 1 з-п ф-лы.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к области преобразовательной техники.

Известен высоковольтный вентильный блок преобразователя, на базе которого выполняются высоковольтные тиристорные пусковые устройства (тиристорные регуляторы напряжения) серии УБПВД [1]. В указанном пусковом устройстве каждая фаза содержит по два блока последовательно и встречно-параллельно включенных тиристоров, установленных на охладителях, RC-делители напряжения, изоляторы и вентиляторы. Приведенный выше аналог имеет один из недостатков - отсутствие контроля работы двигателей вентиляторов. В результате в аварийных режимах при заклинивании вентилятора или сгорании его предохранителя исчезает охлаждение тиристоров с возможным их перегревом и выходом из строя.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению и взятым за прототип является высоковольтное тиристорное пусковое устройство (УППВЭ), содержащее тиристорные блоки с делителями напряжения и вентиляторы с блоками контроля вентиляторов [3], [2]. В устройстве УППВЭ применены последовательно и встречно-параллельно включенные таблеточные тиристоры, расположенные на общих групповых охладителях, резистивно-емкостные делители напряжения, вентиляторы и блоки контроля их работы. Двигатели вентиляторов и блоки контроля образуют электропривод системы охлаждения [3]. В полезной модели по №29812 [3] двигатели 1 через конденсаторы 2 подключены к однофазной сети и к блоку защиты 4, который содержит однополупериодный выпрямитель 6, сглаживающий RC-фильтр 7 и компаратор 8. На входы каждого компаратора поступает сигнал Uд конденсатора и опорное напряжение Uo от однополупериодного источника напряжения 15. Выходы всех компараторов 8 поступают на вход схемы «И»-9, выход которой подключается к усилителю и оптрону, выход последнего соединен с блоком защиты преобразователя. При заклинивании какого-либо вентилятора или сгорании его предохранителя 3, напряжение Uд на входе соответствующего компаратора резко уменьшается и на выходе оптрона 12 появляется сигнал отключения преобразователя.

Недостатками прототипа являются сложность, обусловленная наличием активных элементов (компараторов, элементов «И» и усилителей), требующих источников питания и опорного напряжения, увеличивающих сложность и электропотребление устройства.

Кроме того, высоковольтный блок усложнен встречно-параллельно включенными тиристорами, каждый из которых проводит ток в одном направлении.

Технический результат заявляемого решения - упрощение и повышение надежности.

Технический результат достигается тем, что в высоковольтный вентильный блок преобразователя, содержащий вентильный модуль с последовательно соединенными полупроводниковыми вентилями, параллельно которым включен блок резистивно-емкостных делителей напряжения, а также вентиляторы с асинхронными конденсаторными двигателями и блоки контроля вентиляторов, подключенных к двум зажимам соответствующего двигателя, каждый блок контроля вентиляторов содержит выпрямитель, RC-фильтр, стабилитрон и оптронный элемент, выходы всех оптронных элементов соединены последовательно и подключены на вход блока защиты преобразователя. Кроме вышеуказанного, высоковольтный вентильный блок содержит вентильный модуль, выполненный в виде последовательно соединенных однокорпусных встречно-паралелльно включенных таблеточных тиристоров, соединенных с соответствующими фазами сети и нагрузки.

Отличительной особенностью предполагаемой полезной модели является то, что упрощение и повышение надежности достигается за счет:

1) простой и более надежной схемы блоков контроля вентиляторов, содержащей только пассивные элементы, не требующие источников питания и опорного напряжения, как в прототипе, и потому имеющей меньшее энергопотребление;

2) выполнения высоковольтного вентильного блока в виде последовательно включенных однокорпусных таблеточных встречно-параллельных тиристоров, соединенных с соответствующими фазами сети и нагрузки, что позволяет в 2 раза уменьшить количество тиристоров, охладителей и крепежных элементов.

На фиг.1 приведена схема заявленного высоковольтного вентильного блока, где приняты следующие обозначения:

1 - вентильный модуль, содержащий последовательно соединенные полупроводниковые вентили;

2 - полупроводниковый вентиль, например, тиристор;

3 - блок резистивно-емкостных делителей напряжения;

4 - резистивно-емкостной делитель;

5, 15 - вентиляторы;

6, 16 - асинхронные двигатели вентиляторов;

7, 17 - конденсаторы для подключения двигателей 6, 16 к сети;

8, 18 - предохранители;

9, 19 - блоки контроля вентиляторов (по числу вентиляторов);

10, 20 - резисторы;

11, 21 - выпрямители;

12, 22 - сглаживающие RC-фильтры;

13, 23 - стабилитроны;

14, 24 - оптронные элементы;

25 - блок защиты преобразователя, в состав которого входят высоковольтные вентильные блоки;

Uд - напряжение на двигателе.

Количество вентилей 2 в модуле 1 может быть различным, также различным может быть количество вентиляторов 5, 15 и блоков контроля вентиляторов.

В предлагаемом устройстве вентильный модуль 1 с последовательно соединенными полупроводниковыми вентилями 2, параллельно которым включен блок 3 резистивно-емкостных делителей напряжения 4, обдуваемых вентиляторами 5, 15, сочлененными с асинхронными двигателями 6, 16, между двумя зажимами которых включены конденсаторы 7, 17 и через предохранители 8, 18 соответственно подключены к однофазной сети. Для контроля исправности вентиляторов введены блоки контроля вентиляторов 9, 19, в каждом из которых последовательно соединены между собой соответствующие резистор 10 (20), выпрямитель 11 (21), RC-фильтр 12 (22), стабилитрон 13 (23) и оптронный элемент 14 (24) выходы оптронных элементов 14 и 24 соединены последовательно между собой и подключены к блоку защиты 25 преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Высоковольтные вентильные блоки являются основой силовой части высоковольтного преобразователя. Например, устройство плавного пуска высоковольтного двигателя (или регулятор напряжения) состоит из 3х вентильных модулей 1, к каждому из которых подключена соответствующая фаза сети («А) и нагрузки («A1»), фиг.1.

В нормальном рабочем режиме вентиляторы 5, 15 обдувают вентили 2 и резисторы делителей напряжения 4. В этом случае на двигателях 6, 16 напряжение Uд велико и через элементы 10-13 и 20-23 поступает соответственно на входы оптронов 14, 24. В результате выходная цепь оптронов 14, 24 находится в проводящем состоянии (состояние О), блок защиты 25 диагностирует нормальное состояние вентиляции преобразователя. При появлении аварийной ситуации, например, из-за исчезновения напряжения сети, сгорания какого-нибудь предохранителя 8, 18 или заклинивания вентилятора, напряжение Uд в соответствующем канале уменьшается и выключается соответствующий оптронный элемент 14 (24). В результате выходная цепь оптронов переходит в непроводящее состояние 1, что приводит к срабатыванию 25, который производит либо оповещение пользователя, либо отключение преобразователя.

Что касается полупроводникового вентиля 2, то он отличается от тиристора единой полупроводниковой структурой двух встречно-параллельно включенных тиристоров, размещенных в общем корпусе с двумя выводами управляющих электродов.

Источники известности:

1. Свидетельство РФ на полезную модель RU 25250 U1 «Силовой высоковольтный блок» авторов Альтшуллера М.И., Кальсина В.Н., Матисона А.Г. и др. Бюл. №26, 20.09.2002 г.

2. Свидетельство РФ на полезную модель RU 28573 U1 «Высоковольтное пуско-регулирующее устройство» авторов Иванова А.Г., Михайлова В.В., Пименова В.М. и др. Бюл. №9, 27.03.2003 г.

3. Свидетельство РФ на полезную модель RU 29812 U1 «Электропривод вентиляторов системы охлаждения» авторов Иванова А.Г, Пименова В.М, Кадыкова А.Ю. Бюл. №15, 27.05.2003 г.

1. Высоковольтный вентильный блок преобразователя, содержащий вентильный модуль с последовательно соединенными полупроводниковыми вентилями, параллельно которым включен блок резистивно-емкостных делителей напряжения, а также вентиляторы с асинхронными конденсаторными двигателями и блоки контроля вентиляторов, подключенных к двум зажимам соответствующего двигателя, отличающийся тем, что каждый блок контроля вентиляторов содержит последовательно соединенные резистор, выпрямитель, RC-фильтр, стабилитрон и оптронный элемент, выходы всех оптронных элементов соединены последовательно и подключены на вход блока защиты преобразователя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вентильный модуль выполнен в виде последовательно соединенных однокорпусных встречно-параллельно включенных таблеточных тиристоров, соединенных с соответствующими фазами сети и нагрузки.



 

Похожие патенты:

Высоковольтный силовой тиристорный вентиль (модуль-тиристор) относится к электротехнике, в частности, к области высоковольтной преобразовательной техники.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в электроприводах, требующих постоянства частоты вращения и вращающего момента с возможностью отказов в силовых электрических цепях электродвигателя при долговременной эксплуатации
Наверх