RU2754945C1 - System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter - Google Patents

System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter Download PDF

Info

Publication number
RU2754945C1
RU2754945C1 RU2020124674A RU2020124674A RU2754945C1 RU 2754945 C1 RU2754945 C1 RU 2754945C1 RU 2020124674 A RU2020124674 A RU 2020124674A RU 2020124674 A RU2020124674 A RU 2020124674A RU 2754945 C1 RU2754945 C1 RU 2754945C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency converter
voltage
charging
capacitors
winding
Prior art date
Application number
RU2020124674A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Original Assignee
Дмитрий Валерьевич Хачатуров
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 Дмитрий Валерьевич Хачатуров filed Critical Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Priority to RU2020124674A priority Critical patent/RU2754945C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754945C1 publication Critical patent/RU2754945C1/en

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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/451—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering and power electronics, in particular to medium and high voltage converters. The essence of the technical solution lies in the fact that the system for pre-charging the capacitor bank and the DC link of the frequency converter is implemented through a separate low-voltage winding of a multi-winding phase-shifting transformer (MPT). A separate low-voltage winding of the MPT is connected to the output contact of the thyristor voltage regulator (TVR), at the input of which a block of current sensors for charging the capacitors of the power cells (PC) of the frequency converter is installed, while the TVR is connected to the control system of the frequency converter.
EFFECT: implementation of a fully voltage and current-controlled pre-charging circuit of the DC link capacitor bank of the power cells of the frequency converter.
6 cl, 3 dwg

Description

Заявляемое в качестве изобретения, техническое решение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям среднего и высокого напряжения.Claimed as an invention, the technical solution relates to the field of electrical engineering and power electronics, in particular to medium and high voltage converters.

В известных из уровня техники преобразователях частоты (ПЧ), обычно, используется схема предварительного заряда конденсаторов. С помощью этой схемы обеспечивается предварительный заряд конденсаторов звена постоянного тока (ЗПТ) силовых ячеек (СЯ). Ток заряда не должен превышать максимального тока инверсного диода выключаемого силового полупроводникового прибора преобразователя электроэнергии на стороне сети. В случае отсутствия предварительного сопротивления, может возникать ток заряда, который может превышать максимальный ток диодов на стороне сети, что может привести к разрушению этих диодов, а также выходу из строя конденсаторов ЗПТ. При достижении, например, 80% максимального состояния заряда конденсаторов ЗПТ, схему предварительного заряда переключают с помощью контактора. За счет этого преобразователь частоты на стороне сети соединяется через многообмоточный трансформатор, с нагрузкой обеспечивая работу в штатном режиме.Frequency converters (FCs) known from the prior art typically use a capacitor pre-charge circuit. With the help of this circuit, a preliminary charge of the DC link capacitors (DC link) of the power cells (DC) is provided. The charging current should not exceed the maximum current of the inverse diode of the switched-off power semiconductor device of the power converter on the mains side. In the absence of a preliminary resistance, a charge current may occur, which may exceed the maximum diode current on the network side, which can lead to the destruction of these diodes, as well as to the failure of the DCT capacitors. When, for example, 80% of the maximum state of charge of the DCB capacitors is reached, the pre-charge circuit is switched using a contactor. As a result, the frequency converter on the mains side is connected via a multi-winding transformer, ensuring normal operation with the load.

Из патентной заявки США, US 20080239432, МПК H02H7/125 известно устройство и метод предварительного заряда накопительного конденсатора электрического преобразователя, содержащее входной контактор, выпрямитель, инвертор, накопительный конденсатор и зарядный резистор, установленный после выпрямителя и ограничивающий ток заряда конденсатора, а также контактор, шунтирующий зарядный резистор после окончания заряда. Недостатком известного устройства является необходимость установки двух дополнительных контакторов и зарядного резистора.From US patent application US20080239432, IPC H02H7 / 125, a device and method for precharging a storage capacitor of an electrical converter is known, comprising an input contactor, a rectifier, an inverter, a storage capacitor and a charging resistor installed after the rectifier and limiting the capacitor charging current, as well as a contactor, bypass charging resistor after the end of the charge. The disadvantage of the known device is the need to install two additional contactors and a charging resistor.

Из патента на изобретение США, US7965529B2, МПК H02M7/062 известен сетевой инвертор среднего напряжения и цепь предварительного заряда для него, который содержит входной изолирующий трансформатор, имеющий трехфазный вход и трехфазный выход, преобразователь, имеющий трехфазный вход, электрически соединенный с трехфазным выходом входного изолирующего трансформатора. Схема предварительного заряда включает в себя цепь феррорезонансного трансформатора, имеющую первичную обмотку, предназначенную для ввода низкого напряжения и вторичную обмотку, предназначенную для вывода среднего напряжения и обеспечивающую источник постоянного тока.From the US patent, US7965529B2, IPC H02M7 / 062, a medium voltage network inverter and a precharge circuit for it is known, which contains an input isolation transformer having a three-phase input and a three-phase output, a converter having a three-phase input electrically connected to the three-phase output of the input isolating transformer. The pre-charge circuit includes a ferroresonant transformer circuit having a primary winding for inputting low voltage and a secondary winding for outputting medium voltage and providing a constant current source.

К недостаткам описанного технического решения, можно отнести необходимость включения в схему заряда отдельного низковольтного источника питания, а также отсутствие возможности регулирования параметров напряжения и тока заряда конденсаторов.The disadvantages of the described technical solution include the need to include a separate low-voltage power supply in the charging circuit, as well as the inability to regulate the voltage and current parameters of the capacitors charge.

Также, из уровня техники известен способ и система предварительного заряда инвертора с использованием вспомогательной обмотки трансформатора (изобретение США US8223515B2, МПК H02M7/49). Модуль трансформатора включает в себя основную первичную обмотку, соединенную с первым источником входного питания, для приема сигнала среднего напряжения, несколько основных вторичных обмоток, каждая из которых соединена с силовым элементом приводной системы, и вспомогательную первичную обмотку, соединенную со вторым источником входного питания для получения сигнала низкого напряжения. Вспомогательная первичная обмотка может быть пространственно отделена от главных обмоток для увеличения индуктивности рассеивания.Also, a method and system for pre-charging an inverter using an auxiliary winding of a transformer is known from the prior art (US invention US8223515B2, IPC H02M7 / 49). The transformer module includes a main primary winding connected to a first input power supply for receiving a medium voltage signal, several main secondary windings, each of which is connected to a power element of a drive system, and an auxiliary primary winding connected to a second input power supply to obtain low voltage signal. The auxiliary primary winding can be spatially separated from the main windings to increase leakage inductance.

К недостаткам описанного технического решения, можно отнести отсутствие возможности регулирования параметров напряжения и тока заряда конденсаторов.The disadvantages of the described technical solution include the inability to regulate the voltage and current parameters of the capacitor charge.

Техническое решение, описанное в патенте US8223515B2, принято в качестве ближайшего аналога.The technical solution described in patent US8223515B2 is taken as the closest analogue.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является реализация полностью управляемой по уровню напряжения и току, схемы предварительного заряда блока конденсаторов, звена постоянного тока силовых ячеек преобразователя частоты.The technical problem to be solved by the claimed technical solution is the implementation of a fully controllable voltage and current level, a pre-charging circuit for a capacitor bank, a DC link of the power cells of a frequency converter.

Технический результат, достигнутый от реализации заявляемого изобретения, заключается в расширении эксплуатационных возможностей преобразователя частоты, а также в продлении срока службы отдельных элементов ПЧ и изделия в целом.The technical result achieved from the implementation of the claimed invention consists in expanding the operational capabilities of the frequency converter, as well as in extending the service life of individual elements of the frequency converter and the product as a whole.

Сущность технического решения заключается в том, что система предварительного заряда блока конденсаторов, звена постоянного тока преобразователя частоты, реализована через отдельную низковольтную обмотку многообмоточного фазосдвигающего трансформатора (МФТ). Отдельная низковольтная обмотка МФТ, связана с выходным контактом тиристорного регулятора напряжения (ТРН), на входе которого, установлен блок датчиков тока заряда конденсаторов силовых ячеек (СЯ) преобразователя частоты, при этом ТРН связан с системой управления преобразователя частоты.The essence of the technical solution lies in the fact that the system for pre-charging the capacitor bank, the DC link of the frequency converter, is implemented through a separate low-voltage winding of a multiwinding phase-shifting transformer (MFT). A separate low-voltage winding of the MFT is connected to the output contact of the thyristor voltage regulator (TRN), at the input of which a block of current sensors for charging the capacitors of the power cells (CY) of the frequency converter is installed, while the TRN is connected to the control system of the frequency converter.

В преимущественном варианте реализации, система управления преобразователя частоты выполнена с возможностью управления зарядом конденсаторов силовых ячеек по току и по уровню напряжения посредством тиристорного регулятора напряжения.In an advantageous embodiment, the control system of the frequency converter is configured to control the charge of the capacitors of the power cells by current and voltage level by means of a thyristor voltage regulator.

Также, система управления преобразователя частоты, выполнена с возможностью полного тестирования систем преобразователя частоты без подачи высокого напряжения, посредством тестовой схемы включающей отдельную низковольтную обмотку МФТ.Also, the control system of the frequency converter is configured to fully test the systems of the frequency converter without supplying high voltage, by means of a test circuit including a separate low-voltage winding of the MFT.

Описанная система функционирует согласно заявленному способу работы. При включении в работу преобразователя частоты, в схему предварительного заряда блока конденсаторов СЯ включают ТРН, выход которого связан с отдельной низковольтной обмоткой МФТ, а на входе установлен блок датчиков тока заряда конденсаторов СЯ преобразователя частоты. В процессе предварительного заряда конденсаторов СЯ, посредством системы управления снимают показания с блока датчиков и формируют сигналы управления зарядом конденсаторов СЯ по току и по уровню напряжения, управляя указанным тиристорным регулятором напряжения.The described system operates according to the claimed method of operation. When the frequency converter is turned on, a TRN is included in the pre-charging circuit of the capacitor bank of the CY, the output of which is connected to a separate low-voltage winding of the MFT, and a block of current sensors for charging the capacitors of the CY of the frequency converter is installed at the input. In the process of pre-charging the capacitors of the solar cell, by means of the control system, readings are taken from the sensor unit and signals are generated to control the charging of the capacitors of the solar cell by current and voltage level, controlling the specified thyristor voltage regulator.

Сущность заявленного изобретения поясняется, но не ограничивается приведенными графическими материалами:The essence of the claimed invention is explained, but not limited to the following graphic materials:

фиг.1 – принципиальная схема предварительного заряда блока конденсаторов, звена постоянного тока силовых ячеек ПЧ;Fig. 1 is a schematic diagram of a preliminary charge of a capacitor bank, a direct current link of the power cells of the inverter;

фиг.2 – фрагмент принципиальной схемы силовой ячейки ПЧ, со звеном постоянного тока;Fig. 2 is a fragment of a schematic diagram of a power cell of the inverter, with a direct current link;

фиг.3 – блок-схема способа предварительного заряда блока конденсаторов, звена постоянного тока силовых ячеек ПЧ.Fig. 3 is a block diagram of a method for pre-charging a capacitor bank, a DC link of the power cells of the inverter.

Заявленное изобретение может быть реализовано на платформе преобразователя частоты среднего или высокого напряжения.The claimed invention can be implemented on a medium or high voltage frequency converter platform.

Согласно предложенному варианту реализации, преобразователь частоты содержит помещенные в защитном корпусе элементы силовой схемы, в частности: многообмоточный фазосдвигающий трансформатор (МФТ) 1 (фиг.1), с набором вторичных обмоток высокого напряжения (ВН) 2, а также отдельной обмоткой низкого напряжения 3, выполненной с возможностью обеспечения питания внутренних систем и низковольтного оборудования преобразователя частоты. According to the proposed embodiment, the frequency converter contains power circuit elements placed in a protective case, in particular: a multi-winding phase-shifting transformer (MFT) 1 (Fig. 1), with a set of secondary high voltage (HV) windings 2, as well as a separate low voltage winding 3 designed to supply power to internal systems and low-voltage equipment of the frequency converter.

Указанный МФТ установлен по входу ПЧ, первичная обмотка которого, соединена звездой и подключена к трехфазной сети питающего напряжения. Каждая группа вторичных обмоток отличается фазовым смещением трансформируемого напряжения. Такое техническое решение позволяет уменьшить влияние преобразователя частоты на питающую сеть.The specified MFT is installed at the input of the inverter, the primary winding of which is star-connected and connected to a three-phase supply voltage network. Each group of secondary windings is distinguished by the phase shift of the transformed voltage. This technical solution allows to reduce the influence of the frequency converter on the supply network.

Вторичные обмотки связаны с силовыми ячейками (СЯ) 4 для формирования выходного синусоидального напряжения. Силовая ячейка является двухзвенным преобразователем частоты и может быть выполнена по структуре преобразования ac-dc-ac. The secondary windings are connected to power cells (CY) 4 to form an output sinusoidal voltage. The power cell is a two-link frequency converter and can be made according to the ac-dc-ac conversion structure.

Согласно заявляемому варианту реализации технического решения, СЯ могут быть выполнены по схеме неуправляемый выпрямитель – однофазный мостовой инвертор напряжения (H-Bridge).According to the claimed embodiment of the technical solution, the SN can be made according to the uncontrolled rectifier scheme - a single-phase bridge voltage inverter (H-Bridge).

Указанные силовые ячейки 4, оснащены блоком конденсаторов 5 (фиг.2) звена постоянного тока (ЗПТ). These power cells 4 are equipped with a block of capacitors 5 (Fig. 2) of a DC link (DC link).

Отсек коммутации ПЧ содержит автоматический выключатель 6 защиты цепи предзаряда, контактор 7 коммутации цепи предзаряд, а также вводной коммутационный аппарат 8 питающего напряжения. Автоматический выключатель 6 и контактор 7 подключены к отдельной обмотке 3 низкого напряжения, при этом коммутационный аппарат 8 подключен к набору обмоток ВН 2. Между контактором 7 коммутации и отдельной обмоткой 3 низкого напряжения (НН) в схему включен тиристорный регулятор 9 напряжения (ТРН) с набором датчиков 10 контроля тока заряда блока конденсаторов СЯ.The FC switching compartment contains an automatic switch 6 for protecting the precharge circuit, a contactor 7 for switching the precharge circuit, and an input switching device 8 of the supply voltage. The circuit breaker 6 and the contactor 7 are connected to a separate low voltage winding 3, while the switching device 8 is connected to a set of HV windings 2. Between the switching contactor 7 and a separate low voltage winding 3 (LV), a thyristor voltage regulator 9 (TRN) is included in the circuit. a set of sensors 10 for monitoring the charging current of the capacitor unit СЯ.

Система управления ПЧ может быть выполнена на базе промышленного контроллера, который обрабатывает информацию о работе преобразователя частоты и выдает управляющие сигналы при помощи собственных дискретных и аналоговых входов/выходов, а также при помощи модулей расширения (на изображениях не показаны).The frequency converter control system can be based on an industrial controller, which processes information about the operation of the frequency converter and issues control signals using its own discrete and analog inputs / outputs, as well as using expansion modules (not shown in the images).

Возможен также вариант реализации схемы предварительного заряда конденсаторов СЯ 4, при котором отдельная низковольтная обмотка 3 может быть выполнена в виде понижающего трансформатора (на изображениях не показан) собственных нужд, установленного в герметичном отсеке коммутации защитного корпуса преобразователя частоты.It is also possible to implement the scheme of preliminary charging of capacitors СЯ 4, in which a separate low-voltage winding 3 can be made in the form of a step-down transformer (not shown in the images) for auxiliary needs, installed in the sealed switching compartment of the protective case of the frequency converter.

В рабочем режиме ПЧ, напряжение с обмоток высокого напряжения МФТ через диодный трехфазный выпрямитель 11 заряжает ёмкость блока конденсаторов 5, который может быть выполнен в виде группы соединенных между собой полипропиленовых конденсаторов. Накопленная электрическая энергия конденсаторов расходуется мостовым инвертором, состоящим из IGBT транзисторов 12, для формирования напряжения ШИМ на выходе ПЧ. Возможен вариант реализации, при котором силовые ячейки содержат байпас 13 с системой управления позволяющий выполнить, при необходимости, отключение ячейки. В случае выхода из строя СЯ, срабатывает байпас, установленный по выходу каждой СЯ. Управление байпасом разделено с системой управления ячейки, что обеспечивает его срабатывание при любом повреждении СЯ.In the operating mode of the inverter, the voltage from the high voltage windings of the MFT through the diode three-phase rectifier 11 charges the capacitance of the capacitor unit 5, which can be made in the form of a group of interconnected polypropylene capacitors. The accumulated electrical energy of the capacitors is consumed by a bridge inverter consisting of IGBT transistors 12 to form a PWM voltage at the output of the inverter. An implementation option is possible in which the power cells contain a bypass 13 with a control system that allows the cell to be disconnected, if necessary. In case of failure of the control unit, the bypass installed at the output of each control unit is activated. The bypass control is separated from the cell control system, which ensures its operation in the event of any damage to the control unit.

Согласно предложенному варианту схемы предварительного заряда блока конденсаторов ЗПТ преобразователя частоты, показанному на фиг.1, изобретение может работать следующим образом:According to the proposed version of the circuit for pre-charging the capacitor bank of the DC link of the frequency converter, shown in figure 1, the invention can operate as follows:

- при включении в работу преобразователя частоты (команда «Пуск»), в схему предварительного заряда блока 5 конденсаторов СЯ 4 включают ТРН 9, посредством коммутации обмотки низкого напряжения 3 контактором 7; - when the frequency converter is switched on (command "Start"), TRN 9 is included in the pre-charging circuit of the block 5 of the capacitors СЯ 4, by switching the low voltage winding 3 with the contactor 7;

- выход ТРН 9 подключают к отдельной низковольтной обмотке 3 МФТ 1, при этом, на входе ТРН 9 установлен блок датчиков 10 тока заряда конденсаторов СЯ 4 преобразователя частоты,- the output of the TRN 9 is connected to a separate low-voltage winding 3 of the MFT 1, while at the input of the TRN 9 a block of sensors 10 of the charging current of the capacitors СЯ 4 of the frequency converter is installed,

- посредством системы управления ПЧ, снимают показания с блока датчиков 10 и формируют сигналы управления зарядом конденсаторов СЯ 4 по току и по уровню напряжения, управляя указанным тиристорным регулятором 9 напряжения, при этом системой управления ПЧ осуществляют постоянный контроль состояния СЯ 4. Такое решения позволяет обеспечить гибкое управления системой заряда блока конденсаторов и адаптировать схему предзаряда конденсаторов под разную мощность ПЧ и конструкцию СЯ;- by means of the FC control system, readings are taken from the sensor unit 10 and form signals to control the charge of the capacitors СЯ 4 by current and voltage level, controlling the specified thyristor voltage regulator 9, while the PC control system constantly monitors the state of the СЯ 4. Such a solution allows providing flexible control of the charging system of the capacitor bank and adapt the capacitor pre-charging circuit for different power of the inverter and the design of the solar cell;

- по достижении номинального значения заряда блок конденсаторов 5, выполняют перекоммутацию обмоток МФТ, при этом из схемы, посредством контактора 7, исключают отдельную низковольтную обмотку 3 и подают трехфазное питающее напряжение сети на нагрузку через набор вторичных обмоток ВН 2, посредством включения коммутационного аппарат 8;- upon reaching the nominal charge value of the capacitor bank 5, re-switching the MFT windings is performed, while the separate low-voltage winding 3 is excluded from the circuit, by means of the contactor 7, and a three-phase mains supply voltage is supplied to the load through a set of secondary windings VN 2, by turning on the switching device 8;

- перед запуском ПЧ, на этапе предварительного заряда конденсаторов СЯ 4, системой управления ПЧ, осуществляют тестирование систем, при этом в схему тестирования включают отдельную низковольтную обмотку 3 МФТ. Такое решение позволяет выявить возможные риски в работе оборудования на раннем этапе и предотвратить аварийные режимы работы ПЧ.- before starting the inverter, at the stage of pre-charging the capacitors СЯ 4, by the control system of the inverter, the systems are tested, while a separate low-voltage winding 3 MFT is included in the testing circuit. This solution allows you to identify possible risks in the operation of the equipment at an early stage and prevent emergency operation of the inverter.

Реализация описанной схемы и способа предварительного заряда блока конденсаторов силовых ячеек ПЧ, способствует достижению заявленного технического результат, позволяя расширить эксплуатационные возможностей преобразователя частоты, а также обеспечить бесперебойность работы и продолжительный срок службы отдельных элементов ПЧ и изделия в целом.The implementation of the described scheme and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the inverter contributes to the achievement of the declared technical result, allowing to expand the operational capabilities of the frequency converter, as well as to ensure uninterrupted operation and a long service life of individual elements of the inverter and the product as a whole.

Claims (6)

1. Система предварительного заряда блока конденсаторов силовых ячеек преобразователя частоты, которая включает высоковольтный источник напряжения со встроенными управляемыми средствами коммутации обмоток многообмоточного фазосдвигающего трансформатора (МФТ), который содержит отдельную низковольтную обмотку и средство измерения параметров тока, отличающаяся тем, что отдельная низковольтная обмотка многообмоточного фазосдвигающего трансформатора связана с выходным контактом тиристорного регулятора напряжения, на входе которого установлен блок датчиков тока заряда блока конденсаторов силовых ячеек преобразователя частоты, при этом тиристорный регулятор напряжения связан с системой управления преобразователя частоты.1. The system of pre-charging of the block of capacitors of the power cells of the frequency converter, which includes a high-voltage voltage source with built-in controllable means for switching the windings of a multi-winding phase-shifting transformer (MFT), which contains a separate low-voltage winding and a means for measuring current parameters, characterized in that a separate low-voltage winding of a multi-winding phase-shifting transformer The transformer is connected to the output contact of the thyristor voltage regulator, at the input of which a block of charge current sensors of the block of capacitors of the power cells of the frequency converter is installed, while the thyristor voltage regulator is connected to the control system of the frequency converter. 2. Система предварительного заряда блока конденсаторов силовых ячеек преобразователя частоты по п.1 отличается тем, что система управления преобразователя частоты выполнена с возможностью управления зарядом блока конденсаторов силовых ячеек по току и по уровню напряжения посредством тиристорного регулятора напряжения.2. The system for pre-charging the block of capacitors of the power cells of the frequency converter according to claim 1 is characterized in that the control system of the frequency converter is configured to control the charge of the block of capacitors of the power cells by current and voltage level by means of a thyristor voltage regulator. 3. Система предварительного заряда блока конденсаторов силовых ячеек преобразователя частоты по п.1 отличается тем, что система управления преобразователя частоты выполнена с возможностью полного тестирования систем преобразователя частоты без подачи высокого напряжения, посредством тестовой схемы, включающей отдельную низковольтную обмотку многообмоточного фазосдвигающего трансформатора.3. The pre-charging system of the capacitor bank of the power cells of the frequency converter according to claim 1 is characterized in that the control system of the frequency converter is configured to fully test the frequency converter systems without supplying high voltage by means of a test circuit including a separate low-voltage winding of a multi-winding phase-shifting transformer. 4. Способ предварительного заряда блока конденсаторов силовых ячеек (СЯ) преобразователя частоты, согласно которому посредством системы управления контролируют средства измерения параметров тока конденсаторов и управляют средствами коммутации обмоток многообмоточного фазосдвигающего трансформатора (МФТ), при этом низковольтную обмотку МФТ выполняют отдельной и включают в схему заряда блока конденсаторов до момента определения номинального заряда блока конденсаторов, отличающийся тем, что при включении в работу преобразователя частоты в схему предварительного заряда блока конденсаторов СЯ включают тиристорный регулятор напряжения, выход которого связан с отдельной низковольтной обмоткой многообмоточного фазосдвигающего трансформатора, а на входе установлен блок датчиков тока заряда конденсаторов СЯ преобразователя частоты, посредством системы управления снимают показания с блока датчиков и формируют сигналы управления зарядом блока конденсаторов СЯ по току и по уровню напряжения, управляя указанным тиристорным регулятором напряжения.4. A method for pre-charging a block of capacitors of power cells (PS) of a frequency converter, according to which the control system controls the means for measuring the parameters of the capacitor current and controls the means for switching the windings of a multi-winding phase-shifting transformer (MFT), while the low-voltage winding of the MFT is made separate and included in the charging circuit capacitor bank until the nominal charge of the capacitor bank is determined, characterized in that when the frequency converter is turned on, a thyristor voltage regulator is included in the pre-charging circuit of the capacitor bank, the output of which is connected to a separate low-voltage winding of a multi-winding phase-shifting transformer, and a current sensor unit is installed at the input the charge of the capacitors of the CY of the frequency converter, by means of the control system, readings are taken from the sensor unit and form the signals for controlling the charge of the unit of capacitors of the CY by current and by the voltage level, control yaya specified thyristor voltage regulator. 5. Способ предварительного заряда блока конденсаторов силовых ячеек преобразователя частоты по п.5 отличается тем, что при предварительном заряде конденсаторов СЯ системой управления осуществляют постоянный контроль состояния СЯ, по достижении номинального значения заряда конденсаторов, выполняют перекоммутацию обмоток МФТ, при этом из схемы исключают отдельную низковольтную обмотку и подают питающее напряжение на нагрузку через набор обмоток высокого напряжения многообмоточного фазосдвигающего трансформатора 5. The method of pre-charging the block of capacitors of the power cells of the frequency converter according to claim 5 differs in that when the capacitors of the CU are pre-charged by the control system, the state of the CU is constantly monitored, upon reaching the nominal value of the capacitor charge, the MFT windings are re-switched, while the separate circuit is excluded from the circuit. low-voltage winding and supply voltage to the load through a set of high-voltage windings of a multi-winding phase-shifting transformer 6. Способ предварительного заряда блока конденсаторов силовых ячеек преобразователя частоты по п.5 отличатся тем, что при предварительном заряде блока конденсаторов СЯ системой управления осуществляют тестирование систем преобразователя частоты, при этом в схему тестирования включают отдельную низковольтную обмотку многообмоточного фазосдвигающего трансформатора.6. The method for precharging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter according to claim 5 is distinguished by the fact that when the capacitor bank is precharged by the control system, the frequency converter systems are tested by the control system, and a separate low-voltage winding of the multiwinding phase-shifting transformer is included in the testing circuit.
RU2020124674A 2020-07-24 2020-07-24 System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter RU2754945C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124674A RU2754945C1 (en) 2020-07-24 2020-07-24 System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124674A RU2754945C1 (en) 2020-07-24 2020-07-24 System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754945C1 true RU2754945C1 (en) 2021-09-08

Family

ID=77670283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124674A RU2754945C1 (en) 2020-07-24 2020-07-24 System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754945C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7965529B2 (en) * 2008-05-13 2011-06-21 Eaton Corporation Voltage source inverter and medium voltage pre-charge circuit therefor
US8223515B2 (en) * 2009-02-26 2012-07-17 TECO—Westinghouse Motor Company Pre-charging an inverter using an auxiliary winding
RU159416U1 (en) * 2015-04-15 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER
RU2591055C1 (en) * 2015-02-25 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Frequency converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7965529B2 (en) * 2008-05-13 2011-06-21 Eaton Corporation Voltage source inverter and medium voltage pre-charge circuit therefor
US8223515B2 (en) * 2009-02-26 2012-07-17 TECO—Westinghouse Motor Company Pre-charging an inverter using an auxiliary winding
RU2591055C1 (en) * 2015-02-25 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Frequency converter
RU159416U1 (en) * 2015-04-15 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10554148B2 (en) Device and method for premagnetization of a power transformer in a converter system
KR101030048B1 (en) Power converter circuitry
US20170149275A1 (en) Emergency Back-Up Power System For Traction Elevators
EP2641320B1 (en) Method for connecting a photovoltaic installation to a power supply grid
AU2009342065B2 (en) A modular voltage source converter
US7275622B2 (en) Traction elevator back-up power system with inverter timing
KR100868372B1 (en) Uninterruptible power supply apparatus and power failure compensating system
JP2000197347A (en) Power supply device
US20120229080A1 (en) Converter and submodule of a converter for charging or discharging an energy store
US9479011B2 (en) Method and system for a dual conversion uninterruptible power supply
CA2881664C (en) Dc power transmission systems and method of assembling the same
RU2436217C2 (en) Device and method to supply energy to critical load
JP4859932B2 (en) Control device and control method for power conversion system having instantaneous voltage drop / power failure countermeasure function
JP2004048938A (en) Voltage compensation apparatus
RU2754945C1 (en) System and method of pre-charging the capacitor bank of the power cells of the frequency converter
JP4405654B2 (en) Power converter and power generator
KR101926326B1 (en) Charging device to minimize waste power at sunrise and sunset in solar inverter system and method thereof
Sun et al. Pre-charge, discharge, and mini-ups circuits in auxiliary power network architecture for 10 kv sic-based power electronics building block
FI118287B (en) Method and apparatus for charging capacitors in the DC transformer DC voltage circuit
WO2011013187A1 (en) Self-excited reactive power compensation device
JP4042092B2 (en) Power conversion system
CN117913879B (en) Modular multilevel converter submodule equipment and application method thereof
JP2023121463A (en) Bidirectional type power supply system
JP2004064996A (en) Power supply device
JP4147350B2 (en) Uninterruptible power system