CS263666B1

CS263666B1 - Overvoltage protection connection of AC three-phase inverter!

Info

Publication number: CS263666B1
Application number: CS869138A
Authority: CS
Inventors: Ivan Ing Kubie; Jaroslav Ing Sorna
Original assignee: Kubie Ivan; Jaroslav Ing Sorna
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS913886A1

Abstract

Řešení se týká zapojení přepěťové ochrany třífázového měniče střídavého napětí sestávajícího ze dvou pomocných usměrňovačích můstků, odporů a kondenzátoru. Střídavé vývody prvního pomocného usměrňovacího můstku jsou spojeny se střídavými přívody třífázového měniče střídavého napětí a střídavé vývody druhého pomocného usměrňovacího můstku jsou spojeny se střídavými vývody třífázového měniče střídavého napětí. Stejnosměrné vývody shodné polarity obou pomocných usměrňovačích můstků jsou navzájem spojeny a společný kladný vývod je spojen přes první odpor zapojený do série s paralelní kombinací druhého odporu a kondenzátoru se společným záporným vývodem obou pomocných usměrňovačích můstků.The solution concerns the connection of the overvoltage protection of a three-phase AC voltage converter consisting of two auxiliary rectifier bridges, resistors and a capacitor. The AC terminals of the first auxiliary rectifier bridge are connected to the AC inputs of the three-phase AC voltage converter and the AC terminals of the second auxiliary rectifier bridge are connected to the AC terminals of the three-phase AC voltage converter. The DC terminals of the same polarity of both auxiliary rectifier bridges are connected to each other and the common positive terminal is connected via a first resistor connected in series with a parallel combination of a second resistor and a capacitor with a common negative terminal of both auxiliary rectifier bridges.

Description

Vynález se týká zapojení přepětové ochrany třífázového měniče střídavého napětí, sestávajícího ze dvou pomocných usměrňovačích můstků, odporů a kondenzátorů.The invention relates to a surge protection circuit of a three-phase AC voltage converter consisting of two auxiliary rectifier bridges, resistors and capacitors.

Pro ochranu výkonových polovodičových součástek (tyristorů, diod) se u třífázových polovodičových měničů napětí běžně používá RC členů zapojených ke každé antiparalelni dvojici výkonových polovodičových součástek (tyristor-tyristor, nebo tyristor-dioda).For the protection of power semiconductor devices (thyristors, diodes), three-phase semiconductor voltage converters commonly use RC elements connected to each antiparallel pair of power semiconductor devices (thyristor-thyristor, or thyristor-diode).

Toto běžně používané zapojení má však některé nevýhody, jako např. velké nároky na zastavěný * prostor v konstrukci měniče, a kromě toho RC členy zatěžují tyristory v napětovém měniči při spínání zvýšenou hodnotou di/dt. Další nevýhodou jsou velké ztráty v odporu RC členu. Přitom RC členy vzhledem ke svým rozměrům bývají dimenzovány pouze tak, aby spolehlivě chránily výkonové polovodičové součástky před přepětími, vznikajícími vlastní činností měniče.However, this commonly used circuit has some disadvantages, such as high demands on the built-in space in the inverter design, and in addition the RC members load thyristors in the voltage converter when switching with an increased di / dt value. Another disadvantage is the large losses in RC member resistance. Because of their dimensions, RC members are only designed to reliably protect power semiconductor components from overvoltages generated by the inverter's own operation.

Proti vnějším přepětím musí být měniče doplněny další přepětovou ochranou, af již ve formě RC členů nebo pomocí varistorů, či jejich kombinacemi.Against external overvoltages, the inverters must be supplemented with additional overvoltage protection, af already in the form of RC elements or by means of varistors or their combinations.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení přepětové ochrany třífázového měniče střídavého napětí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že střídavé vývody prvního pomocného usměrňovacího můstku, tvořeného diodami, jsou spojeny se vstupními svorkami třífázového měniče střídavého napětí. Střídavé vývody druhého pomocného usměrňovacího můstku tvořeného diodami jsou spojeny s výstupními svorkami třífázového měniče střídavého napětí. Stejnosměrné vývody shodné polarity obou pomocných usměrňovačích můstků jsou navzájem spojeny a společný kladný vývod je spojen přes první odpor, zapojený do série s paralelní kombinací druhého odporu a kondenzátorů se společným záporným vývodem obou pomocných usměrňovačích můstků.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the overvoltage protection circuit of the three-phase AC voltage converter according to the invention, which consists in that the alternating terminals of the first auxiliary rectifier bridge formed by diodes are connected to the input terminals of the three-phase AC voltage converter. The alternating terminals of the second diode rectifier bridge are connected to the output terminals of the three-phase AC voltage converter. The DC terminals of the same polarity of the two auxiliary rectifier bridges are connected to each other and the common positive terminal is connected via a first resistor connected in series with a parallel combination of the second resistor and capacitors with a common negative terminal of the two auxiliary rectifier bridges.

Výhodou zapojení přepětové ochrany třífázového měniče střídavého napětí podle vynálezu jsou snížené nároky na kvalitu kondenzátorů a zastavěný prostor, takže přepětovou ochranu lze dimenzovat i na ochranu výkonových polovodičových součástek před vnějšími přepětími.The advantage of the overvoltage protection of the three-phase AC voltage converter according to the invention is the reduced demands on the quality of the capacitors and the built-in space, so that the overvoltage protection can also be dimensioned to protect the power semiconductor components against external overvoltages.

Na přiloženém výkresu je na obr. 1 znázorněno schéma zapojení třífázového polovodičového měniče střídavého napětí se stávající přepětovou ochranou s RC členy zapojenými v každé fázi měniče. Na obr. 2, 3, 4 jsou znázorněna schémata zapojení s přepětovou ochranou podle vynálezu, kde na obr. 2 je zapojení s měničem v třífázovéšt, úsporném provedeni, na obr. 3 je zapojení měniče v obvyklém třífázovém provedení a na obr. 4 je zapojení přepětové ochrany podle vynálezu pro třífázové reverzační provedení měniče. Na obr. 1 jsou mezi vstupními svorkami Dl, VI, W1 a výstupními svorkami U2, V2, W2 zapojeny antiparalelni dvojice výkonových tyristorů Vil a V12, V21 a V22, V31 a V32. Paralelně ke každé dvojici tyristorů je zapojen RC člen.In the enclosed drawing, FIG. 1 shows a wiring diagram of a three-phase AC semiconductor converter with an existing overvoltage protection with RC members connected in each phase of the converter. Figures 2, 3, 4 show circuit diagrams with overvoltage protection according to the invention, wherein Figure 2 shows the connection with the converter in a three-phase, economical design, Figure 3 shows the connection of the converter in a conventional three-phase design, and Figure 4 shows the overvoltage protection circuit according to the invention for a three-phase reversing version of the converter. In Fig. 1, antiparallel pairs of power thyristors V1 and V12, V21 and V22, V31 and V32 are connected between the input terminals D1, VI, W1 and the output terminals U2, V2, W2. An RC element is connected in parallel to each pair of thyristors.

Na obr. 2 je k antiparalelnim dvojicím tyristorů Vil, VI2 a V31. V32 měniče zapojeným ve dvou fázích zapojena mezi svorky U1, U2 a Wl, W2 plovoucí přepětová ochrana, sestávající z prvního pomocného usměrňovacího můstku, tvořeného diodami pl až D6, jehož střídavé přívody jsou spojeny se vstupními svorkami 01, VI, Wl měniče střídavého napětí. Druhý pomocný usměrňovači můstek, tvořený diodami D7 až D10, má střídavé vývody spojené s výstupními svorkami U2 a W2 měniče. Stejnosměrné vývody shodné polarity obou pomocných usměrňovačích můstků jsou navzájem spojeny a společný kladný vývod je spojen přes první odpor Rl, zapojený do série s paralelní kombinací druhého odporu R2 a kondenzátorů C se společným záporným vývodem obou pomocných usměrňovačích můstků.Fig. 2 shows the antiparallel pairs of thyristors V1, VI2 and V31. A two-phase inverter V32 is connected between terminals U1, U2 and W1, W2 of a floating overvoltage protection, consisting of a first auxiliary rectifier bridge, consisting of diodes p1 to d6, whose AC leads are connected to the input terminals 01, VI, W1 of the AC converter. The second auxiliary rectifier bridge, consisting of diodes D7 to D10, has alternating terminals connected to the output terminals U2 and W2 of the drive. The DC terminals of the same polarity of the two auxiliary rectifier bridges are connected to each other and the common positive terminal is connected via a first resistor R1 connected in series with a parallel combination of the second resistor R2 and capacitors C with a common negative terminal of the two auxiliary rectifier bridges.

Zapojení přepětové ochrany na obr. 3 je obdobné jako na obr. 2 pouze s tím rozdílem, že antiparalelni dvojice tyristorů je zapojena v každé fázi a druhý pomocný usměrňovači můstek je rovněž troj fázový, tvořený diodami D7 až D12.The overvoltage protection circuit in FIG. 3 is similar to FIG. 2 except that the antiparallel pair of thyristors is connected in each phase and the second auxiliary rectifier bridge is also a three-phase, consisting of diodes D7 to D12.

Přepětová ochrana na obr. 4 je shodná s předchozím příkladem provedení, je však použita pro třífázový reverzační měnič střídavého napětí. Proto je mezi vstupní svorkou Wl třetí fáze a výstupní svorku V2 druhé fáze zapojena další antiparalelni dvojice tyristorů V41,The overvoltage protection in FIG. 4 is identical to the previous embodiment, but is used for a three-phase reversing AC converter. Therefore, another anti-parallel pair of thyristors V41 is connected between the input terminal W1 of the third phase and the output terminal V2 of the second phase,

V42. Obdobně je mezi vstupní svorku VI druhé fáze a výstupní svorku W2 třetí fáze zapojena antiparalelní dvojice tyristorů V51, V52.V42. Similarly, an anti-parallel pair of thyristors V51, V52 is connected between the second phase input terminal VI and the third phase output terminal W2.

Funkce zapojení přepěiové ochrany třífázového měniče střídavého napětí podle vynálezu je pro všechny příklady provedení shodná. Jakékoli přepětí vyskytující se na vstupních nebo výstupních svorkách třífázového měniče, vzniklé z důvodů zániku komutačního náboje výkonových polovodičových součástek nebo díky spínacím dějům v napájecí síti je usměrněno pomocnými suměrňovaoími můstky a pohlceno RC členem R2, C2. První odpor R1 slouží k omezení proudových rázů při přepnutí napájecího napětí.The function of the overvoltage protection connection of the three-phase AC voltage converter according to the invention is identical for all embodiments. Any overvoltage occurring at the input or output terminals of the three-phase inverter caused by the loss of the commutating charge of the power semiconductor components or by switching events in the power supply network is rectified by auxiliary summing bridges and absorbed by the RC member R2, C2. The first resistor R1 is used to reduce current surges when the supply voltage is switched.

Claims

Three-phase AC voltage converter surge protection circuit, consisting of two auxiliary rectifier bridges, resistors and capacitor, characterized in that the AC terminals of the first auxiliary rectifier bridge formed by diodes (D1 to D6) are connected to the input terminals (U1, VI, W1) of the three-phase AC voltage converters and AC terminals of the second auxiliary rectifier bridge formed by diodes (D7 to D10) resp. (D7 to D12) are connected to the output terminals (U2, W2) respectively. (U2, V2, W2) of a three-phase AC voltage converter, the DC terminals of the same polarity of the two auxiliary rectifier bridges are connected to each other and the common positive terminal is connected via a first resistor (R1) connected in series with a parallel combination of the second resistor (R2) and of the encoder (C) with a common negative terminal of both auxiliary rectifier bridges.