[go: up one dir, main page]

RU2364016C1 - Система и способ для ограничения переменного пускового тока - Google Patents

Система и способ для ограничения переменного пускового тока Download PDF

Info

Publication number
RU2364016C1
RU2364016C1 RU2008110173/09A RU2008110173A RU2364016C1 RU 2364016 C1 RU2364016 C1 RU 2364016C1 RU 2008110173/09 A RU2008110173/09 A RU 2008110173/09A RU 2008110173 A RU2008110173 A RU 2008110173A RU 2364016 C1 RU2364016 C1 RU 2364016C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
low voltage
winding
windings
voltage
contactor
Prior art date
Application number
RU2008110173/09A
Other languages
English (en)
Inventor
Питер ХЭММОНД (US)
Питер ХЭММОНД
Original Assignee
Сименс Энерджи Энд Отомейшн, Инк.
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 Сименс Энерджи Энд Отомейшн, Инк. filed Critical Сименс Энерджи Энд Отомейшн, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2364016C1 publication Critical patent/RU2364016C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/01Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/30Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H02H9/002Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off limiting inrush current on switching on of inductive loads subjected to remanence, e.g. transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36Means for starting or stopping converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/908Inrush current limiters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности защиты от бросков пускового тока. Система содержит первую, вторую и третью обмотки, магнитно связанные с сердечником трансформатора источника питания. Система также содержит первый низковольтный контактор и второй низковольтный контактор. Система дополнительно содержит первый низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между первым низковольтным контактором и первой обмоткой, второй низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между вторым низковольтным контактором и первой обмоткой, третий низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между первым низковольтным контактором и второй обмоткой, и четвертый низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между вторым низковольтным контактором и второй обмоткой. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Ссылка на связанные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 60/709392, поданной 18 августа 2005.
Предшествующий уровень техники
Настоящая заявка раскрывает изобретение, которое относится, в целом и во многих вариантах осуществления, к системе и способу для ограничения переменного пускового тока при включении источника питания.
Во многих источниках питания, когда мощность внезапно прикладывается к входному трансформатору источника питания, трансформатор в общем случае подвергается действию существенного броска напряжения вследствие тока, протекающего через него. Этот пусковой ток содержит первую составляющую, которая обусловлена зарядом конденсаторов постоянного тока (DC) в источнике питания, и вторую составляющую, которая обусловлена насыщением стального сердечника трансформатора.
В принципе вторичный ток протекает только в течение первого цикла пускового тока, и DC конденсаторы полностью заряжаются к концу первого цикла. Пусковой ток формирует выброс DC напряжения. Ввиду ограничений по габаритам и стоимости количество DC конденсаторов, которое может быть использовано для уменьшения выброса DC напряжения в течение пускового тока, ограничено. Этот выброс в напряжении DC конденсатора в течение пускового тока обусловлен энергией, запасаемой в индуктивности(ях) рассеяния или специально предусматриваемых индуктивностях при больших токах заряда, присутствующих в течение пускового тока. В общем случае, токи заряда длятся менее одного цикла. Те же самые токи заряда конденсатора индуцируются в первичную обмотку, сокращая коэффициент трансформации трансформатора.
В дополнение к токам заряда, индуцируемым в первичную обмотку из вторичной(ых) обмотки(ок), могут иметь место дополнительные токи в первичной обмотке, обусловленные насыщением стального сердечника. Эти токи насыщения повторяются по нескольким последовательным циклам, хотя вторичные токи заряда, по существу, спадают до нуля после первого цикла. Это множество импульсов первичного тока подвергают напряжению первичные обмотки трансформатора, а также систему распределения мощности. В то время как стальной сердечник насыщается, пусковой ток ограничивается главным образом за счет самоиндуктивности первичной обмотки, так что пусковой ток может быть очень большим. Пиковые первичные токи постепенно уменьшаются с каждым последовательным циклом, так как поток DC смещения от переходного процесса медленно спадает, так что насыщение возникает позже в каждом цикле, однако импульсы тока насыщения могут длиться 20 циклов или более.
Сущность изобретения
В одном общем аспекте настоящая заявка раскрывает систему для ограничения переменного (АС) пускового тока. Согласно различным вариантам система содержит первую, вторую и третью обмотки, магнитно связанные с сердечником трансформатора источника питания. Система также содержит первый низковольтный контактор и второй низковольтный контактор. Система дополнительно содержит первый низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между первым низковольтным контактором и первой обмоткой, второй низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между вторым низковольтным контактором и первой обмоткой, и третий низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между первым низковольтным контактором и второй обмоткой, и четвертый низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между вторым низковольтным контактором и второй обмоткой.
В другом общем аспекте настоящая заявка раскрывает способ для ограничения АС пускового тока к источнику питания. Согласно различным вариантам способ содержит зарядку конденсаторов источника питания низковольтной мощностью, доставляемой через обмотки, магнитно связанные с трансформатором источника питания, намагничивание трансформатора низковольтной мощностью, доставляемой через обмотки, и приложение полного напряжения к источнику питания после того, как конденсаторы заряжены и трансформатор намагничен.
Описание чертежей
Различные варианты осуществления изобретения описаны ниже на примере со ссылками на следующие чертежи.
Фиг.1 - различные варианты осуществления системы для ограничения АС пускового тока к источнику питания;
Фиг.2 - различные варианты осуществления элемента питания по фиг.1;
Фиг.3 - различные варианты осуществления системы для ограничения АС пускового тока к источнику питания;
Фиг.4 - различные варианты осуществления системы для ограничения АС пускового тока к источнику питания;
Фиг.5 - различные варианты осуществления системы для ограничения АС пускового тока к источнику питания;
Фиг.6 - различные варианты осуществления системы для ограничения АС пускового тока к источнику питания.
Детальное описание
Понятно, что некоторые из чертежей и описаний изобретения упрощены для фокусировки на элементах, которые являются релевантными для ясного понимания изобретения, при исключении, в целях наглядности, других элементов, которые, как ясно специалистам в данной области техники, также могут образовывать часть изобретения. Однако поскольку такие элементы хорошо известны в технике и поскольку они не способствовали бы лучшему пониманию изобретения, описание таких элементов не предоставляется.
Фиг.1 иллюстрирует различные воплощения системы 10 для ограничения АС пускового тока к источнику 12 питания. Для наглядности части на фиг.1 показаны в обычном однолинейном формате. Источник 12 питания может быть, например, источником питания средней мощности, высоковольтным источником питания и т.д. Как использовано здесь, термины «низковольтный», «среднего напряжения», «высоковольтный» связаны друг с другом, и каждый из терминов считается включающим в себя обобщенные смысловые значения, понятные специалистам в данной области техники. Например, в качестве среднего напряжения может рассматриваться напряжение выше 600 вольт, менее 69 киловольт и т.д. Источник 12 питания в целом содержит главный контактор 14, трансформатор 16 и элемент 18 питания.
Главный контактор 14 может представлять собой трехфазный контактор, соединенный с линиями питания среднего напряжения трехфазной распределительной системы, и может содержать любое количество вспомогательных контактов, как известно в технике. Согласно различным вариантам осуществления главный контактор 14 может быть вакуумным контактором и может рассчитываться на полный ток и напряжение нагрузки (например, двигатель), связанной с источником 12 питания.
Трансформатор 16 содержит сердечник 20 (например, стальной сердечник), первичные обмотки 22, магнитно связанные с сердечником 20, и вторичные обмотки 24, магнитно связанные с сердечником 20. Первичные обмотки 22 связаны с главным контактором 14, а вторичные обмотки 24 связаны с элементом 18 питания. Хотя на фиг. 21 показаны три первичные обмотки 22 и девять вторичных обмоток 24, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что трансформатор 16 может содержать любое число первичных и вторичных обмоток 22, 24.
Элемент 18 питания может быть любым типом компонента, который преобразует трехфазную АС мощность в отфильтрованное DC напряжение, причем DC напряжение может быть само выходом элемента 18 питания или может дополнительно обрабатываться дополнительными компонентами в составе элемента 18 питания. Хотя на фиг.1 показано 12 элементов 18 питания, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что источник 12 питания может включать в себя любое количество элементов 18 питания, причем каждая вторичная обмотка 24 может быть связана с другим элементом 18 питания, и фаза напряжения, приложенная к одному элементу 18 питания, может отличаться от фазы напряжения, приложенного к другому элементу 18 питания.
Фиг.2 иллюстрирует различные варианты осуществления элементов 18 питания. Элемент 18 питания, показанный на фиг.2, может быть характерным для любого из элементов 18 питания в источнике 12 питания. Элемент 18 питания содержит диоды 26 для выпрямления трехфазной мощности, по меньшей мере, один конденсатор 28 для сглаживания результирующего DC тока и коммутирующие устройства 30. Элемент 18 питания может представлять собой элемент питания, как описано в Патенте США № 5625545, содержание которого включено во всей своей полноте в настоящий документ посредством ссылки.
Система 10 содержит схему 40 предзаряда, соединенную с тремя низковольтными АС линиями питания трехфазной распределительной системы и с одной из вторичных обмоток 24 трансформатора 16 источника 12 питания. Схема 40 предзаряда содержит трансформатор 42, контактор 44 и импедансные элементы 46 (например, один импедансный элемент для каждой фазовой ветви).
Трансформатор 42 может содержать сердечник (не показан), первичные обмотки (не показаны), магнитно связанные с сердечником трансформатора 42, и вторичные обмотки (не показаны), магнитно связанные с сердечником трансформатора 42. Первичные обмотки трансформатора 42 соединены с тремя низковольтными АС линиями питания, а вторичные обмотки трансформатора 42 соединены с контактором 44.
Контактор 44 может быть трехфазным контактором и может содержать любое количество вспомогательных контактов (не показаны), как известно в технике. Импедансные элементы 46 подсоединены между контактором 44 и одной из вторичных обмоток 24 трансформатора 16 источника 12 питания. Согласно различным вариантам осуществления импедансные элементы 46 могут быть конденсаторами, индуктивностями, резисторами или любыми комбинациями указанного. Согласно различным вариантам осуществления каждая фазовая ветвь может иметь свой собственный импедансный элемент 46, подсоединенный между контактором 44 и одной из вторичных обмоток 24. Согласно другим вариантам осуществления только две фазовые ветви могут иметь свой собственный импедансный элемент 46, подсоединенный между контактором 44 и одной из вторичных обмоток 24.
При работе низковольтная трехфазная АС питающая мощность подается на контактор 44 и импедансные элементы 46 для возбуждения одной из вторичных обмоток 24 трансформатора 16. После того как все конденсаторы 28 элемента 18 питания заряжены и после того как магнитный поток в сердечнике 20 трансформатора 16 стабилизировался, главный контактор 14 замыкается. Вскоре после этого контактор 44 размыкается.
При работе источника 12 питания вторичные обмотки 24 трансформатора 16 могут переносить большое синфазное напряжение (упоминаемое как заземление). Для эффективного блокирования этого синфазного напряжения от попадания обратно в низковольтные АС линии питания, подсоединенные к контактору 44, может потребоваться, чтобы контактор 44 был контактором, рассчитанным на среднее напряжение. Для обеспечения того, чтобы амплитуда и фаза напряжения, доставляемого трансформатором 42 во вторичную обмотку 24, соединенную с импедансными элементами 46, были теми же, что и амплитуда и фаза напряжения, доставляемого во вторичную обмотку 24 трансформатором 16, трансформатор 42 может быть выполнен как низковольтный трансформатор с изоляцией среднего напряжения и возможностью регулировки фазы. Например, первичные обмотки трансформатора 42 могут быть первичными обмотками, рассчитанными на низкое напряжение, вторичные обмотки трансформатора 42 могут быть вторичными обмотками, рассчитанными на низкое напряжение, и изоляция между первичными обмотками и вторичными обмотками может быть структурирована и выполнена для блокирования среднего напряжения. Трансформатор 42 может быть структурирован и выполнен для регулирования его фазового сдвига, чтобы учитывать любые различия между трехфазной мощностью, прикладываемой к контактору 44, и мощностью, прикладываемой трансформатором 16 к вторичной обмотке, которая соединена со схемой 40 предзаряда.
Фиг.3 иллюстрирует различные воплощения системы 50 для ограничения АС пускового тока к источнику 12 питания. Для наглядности части на фиг.3 показаны в обычном однолинейном формате. Система 50 содержит схему 52 предзаряда, соединенную с тремя низковольтными АС линиями питания трехфазной распределительной системы. Схема 52 предзаряда содержит первый низковольтный контактор 54, второй низковольтный контактор 56, первые низковольтные импедансные элементы 58 (например, один первый низковольтный импедансный элемент для каждой фазовой ветви), вторые низковольтные импедансные элементы 60 (например, один второй низковольтный импедансный элемент для каждой фазовой ветви) и три обмотки 62.
Первый низковольтный контактор 54 может быть трехфазным контактором и может содержать любое число вспомогательных контактов (не показаны), как известно в технике. Первый низковольтный контактор 54 соединен с тремя низковольтными АС линиями питания. Второй низковольтный контактор 56 может быть трехфазным контактором и может содержать любое число вспомогательных контактов (не показаны), как известно в технике. Второй низковольтный контактор 56 соединен с тремя низковольтными АС линиями питания.
Первые низковольтные импедансные элементы 58 подсоединены между первым низковольтным контактором 54 и обмотками 62. Вторые низковольтные импедансные элементы 60 подсоединены между вторым низковольтным контактором 56 и обмотками 62. Согласно различным вариантам осуществления первые низковольтные импедансные элементы 58 могут быть конденсаторами, причем конденсаторы 58 могут быть выбраны так, чтобы иметь, по существу, тот же импеданс, что и намагничивающий импеданс трансформатора 16. Вторые низковольтные импедансные элементы 60 могут быть резисторами, причем резисторы 60 могут быть выбраны так, чтобы иметь импеданс порядка примерно одной десятой импеданса конденсаторов 58.
Согласно различным вариантам осуществления каждая фазовая ветвь может иметь свой собственный первый низковольтный импедансный элемент 58 и свой собственный второй низковольтный импедансный элемент 60, соединенный с соответствующей обмоткой 62. В таких вариантах осуществления схема 54 предзаряда может содержать три первых низковольтных импедансных элемента 58 (один для каждой фазы) и три вторых низковольтных импедансных элемента 60 (один для каждой фазы). Согласно другим вариантам осуществления только две фазовые ветви могут иметь свой собственный первый низковольтный импедансный элемент 58 и свой собственный второй низковольтный импедансный элемент 60. В таких вариантах осуществления схема 54 предзаряда может содержать два первых низковольтных импедансных элемента 58 и два вторых низковольтных импедансных элемента 60.
Три обмотки 62 магнитно связаны с сердечником 20 трансформатора 16 и выполнены как вторичные обмотки трансформатора 16. Как показано на фиг. 3, согласно различным вариантам осуществления три обмотки 62 могут быть соединены по схеме звезды, причем схема 52 предзаряда может также содержать резистор 64, соединенный с нейтральной точкой обмоток 62, соединенных по схеме звезды, и опорным потенциалом (например, землей). При использовании соединения по схеме звезды, показанного на фиг. 3, система 10 выполнена с возможностью формирования трех векторов, разнесенных на 120°.
Поскольку каждый из компонентов схемы 52 предзаряда рассчитан на низкое напряжение, компоненты в принципе имеют меньшие габариты и более дешевы, чем сопоставимые компоненты среднего напряжения или высоковольтные компоненты, не требуют каких либо плакированных металлических отсеков и могут быть скомпонованы при меньших расстояниях с учетом удара и ползучести, чем сопоставимые компоненты среднего напряжения или высоковольтные компоненты.
При работе для вариантов осуществления, где каждая фазовая ветвь имеет свои собственные первый и второй низковольтные импедансные элементы 58, 60, первый низковольтный контактор 54 замыкается, тем самым позволяя току протекать в три обмотки 62 через первые низковольтные импедансные элементы 58. Если первые низковольтные импедансные элементы 58 являются конденсаторами, то падение напряжения на каждом конденсаторе 58 может служить для усиления располагаемого напряжения источника предзаряда. Это позволяет завершать процесс предзаряда, даже если располагаемое напряжение источника предзаряда ниже своего номинального значения. Так как низковольтная трехфазная АС электрическая мощность может быть на частоте 60 Гц, и каждый из первых низковольтных импедансных элементов 58 может иметь большой импеданс на частоте 60 Гц, первые низковольтные импедансные элементы 58 могут служить для ограничения начального тока, текущего в три обмотки 62, до относительно малого значения. Поскольку три обмотки 62 и каждая из вторичных обмоток 24 магнитно связаны с сердечником 20 трансформатора 16, то три обмотки 62 могут пропускать напряжение на элементы 18 питания, несмотря на то, что ни одна из трех обмоток 62 не связана непосредственно с любым из элементов питания.
Если в схеме источника 12 питания возникает неисправность, препятствующая достижению полного заряда на конденсаторах 28 элементов 18 питания, то ограниченный ток, протекающий через первый низковольтный контактор 54 и первые низковольтные импедансные элементы 58, позволит избежать или минимизировать любое дальнейшее повреждение. Кроме того, поскольку первые низковольтные импедансные элементы 58 являются реактивными и, таким образом, имеют очень низкие потери, то первые низковольтные импедансные элементы 58 могут надежно оставаться соединенными достаточно долго для того, чтобы обнаружить неисправность, и процесс предзаряда может быть прерван.
Если напряжение (V2), подаваемое на три обмотки 62, становится, по существу, равным напряжению (V1), подаваемому на первый низковольтный контактор 54, то второй низковольтный контактор 56 замыкается. Замыкание второго низковольтного контактора 56 эффективно шунтирует первые низковольтные импедансные элементы 58 вторыми низковольтными импедансными элементами 60 в каждой фазовой ветви. Резонансный контур, образованный конденсаторами 58 и намагничивающей индуктивностью трансформатора 16, становится затем контуром со сверхкритическим затуханием, так что напряжение (V2), подаваемое на три обмотки 62, в основном, удерживается на той же амплитуде, что и у напряжения (V1), подаваемого на первый низковольтный контактор 54. Результирующее снижение импеданса служит для снижения ошибки по фазе между напряжением (V2), подаваемым на три обмотки 62, и напряжением (V1), подаваемым на первый и/или второй низковольтные контакторы 54, 56. Поэтому вторые низковольтные импедансные элементы 60 могут также служить для обеспечения того, чтобы все три фазы напряжения (V2), подаваемого на три обмотки 62, были, по существу, сбалансированными. Кроме того, вторые низковольтные импедансные элементы 60 могут также служить для обеспечения того, чтобы фазовый угол напряжения (V2), подаваемого на три обмотки 62, был, по существу, равным фазовому углу напряжения (V1), подаваемого на первый низковольтный контактор 54.
После того как вспомогательный контакт второго низковольтного контактора 56 подтвердит, что второй низковольтный контактор 56 замкнут, первый низковольтный контактор 54 размыкается, тем самым отсоединяя первые низковольтные импедансные элементы 58 от низковольтных трехфазных АС линий питания. После того как вспомогательный контакт первого низковольтного контактора 54 подтвердит, что первый низковольтный контактор 54 разомкнулся, подается питание на главный контактор 14 источника 12 питания. После того как вспомогательный контакт главного контактора 14 подтвердит, что главный контактор 14 замкнулся, второй низковольтный контактор 56 размыкается.
Фиг.4 иллюстрирует различные воплощения системы 70 для ограничения АС пускового тока к источнику 12 питания. Для наглядности части на фиг.4 показаны в обычном однолинейном формате. Система 70 подобна системе 50, но отличается тем, что три обмотки 62 соединены таким образом, что образуется фазовый сдвиг 180°, по сравнению с системой 50. При таком выполнении система 70 формирует три вектора, которые расположены посредине между векторами, формируемыми системой 50. Поэтому путем соединения обмоток 62, как показано на фиг.3 и фиг.4, всего шесть векторов могут быть сформированы с интервалом 60°. Фаза обмоток 62 может, таким образом, быть согласована с источником низковольтной трехфазной АС электрической мощности питания в пределах 30°. Известно, что если фаза напряжения на трансформаторе в течение периода предзаряда существенно отличается от фазы напряжения на трансформаторе в ходе нормальной операции, то внезапное изменение фазы, которое может происходить, когда главный контактор 14 замыкается, может вызвать насыщение трансформатора и большие пусковые токи, несмотря на то, что магнитный поток ранее был стабилизирован. Во многих применениях согласование фазы в пределах 30°, в общем случае, достаточно, чтобы предотвратить насыщение трансформатора и появление больших пусковых токов.
Фиг.5 иллюстрирует различные воплощения системы 80 для ограничения АС пускового тока к источнику 12 питания. Для наглядности части на фиг.5 показаны в обычном однолинейном формате. Система 80 подобна системе 50, но отличается тем, что три обмотки 62 соединены по схеме треугольника и схема 52 предзаряда может содержать резисторы 82 вместо резистора 64. Каждый резистор 82 соединен с отличающимся узлом обмоток 62, соединенных по схеме треугольника, и опорным потенциалом (например, землей).
Фиг.6 иллюстрирует различные воплощения системы 90 для ограничения АС пускового тока к источнику 12 питания. Для наглядности части на фиг.6 показаны в обычном однолинейном формате. Система 90 подобна системе 80, но отличается тем, что три обмотки 62 соединены таким образом, что образуется фазовый сдвиг 180° по сравнению с системой 80. При таком выполнении система 90 формирует три вектора, которые расположены посредине между векторами, формируемыми системой 80. Поэтому путем соединения обмоток 62, как показано на фиг.5 и фиг.6, всего шесть векторов могут быть сформированы с интервалом 60°. Фаза трех обмоток 62 может, таким образом, быть согласована с источником низковольтной трехфазной АС электрической мощности питания в пределах 30°.
В соответствии с различными вариантами осуществления если необходимо достичь согласования фаз, лучшего, чем 30°, то схема 52 предзаряда может содержать обмотки 62, соединенные как по схеме звезды, так и по схеме треугольника, или может содержать дополнительные отводы, чтобы обмотки 62 могли быть соединены как по схеме звезды, так и по схеме треугольника. Поскольку шесть возможных векторов в случае соединения по схеме звезды расположены посредине между шестью возможными векторами в случае соединения по схеме треугольника, то такое выполнение позволит сформировать всего 12 векторов с интервалом 30°. Для таких вариантов осуществления фаза обмоток 62 может быть согласована с источником низковольтной трехфазной АС электрической мощности питания в пределах 15°.
Хотя выше для примера описаны различные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные модификации, изменения и адаптации описанных вариантов осуществления могут быть реализованы без отклонения от сущности и объема изобретения, определенных формулой изобретения. Например, три отдельных низковольтных контактора могут быть использованы вместо трехфазного контактора 54. Аналогичным образом три отдельных низковольтных контактора могут быть использованы вместо трехфазного контактора 56.

Claims (20)

1. Система для ограничения пускового тока к источнику питания, причем система содержит первую, вторую и третью обмотки, магнитно-связанные с сердечником трансформатора источника питания; первый низковольтный контактор; второй низковольтный контактор; первый низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между первым низковольтным контактором и первой обмоткой; второй низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между вторым низковольтным контактором и первой обмоткой; третий низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между первым низковольтным контактором и второй обмоткой; четвертый низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между вторым низковольтным контактором и второй обмоткой.
2. Система по п.1, в которой первая, вторая и третья обмотки выполнены как вторичные обмотки трансформатора.
3. Система по п.2, в которой первая, вторая и третья обмотки соединены по схеме звезды.
4. Система по п.3, дополнительно содержащая резистор, соединенный с нейтральной точкой обмоток, соединенных по схеме звезды, и опорным потенциалом.
5. Система по п.4, в которой первая обмотка сдвинута по фазе на 120° относительно второй обмотки, а вторая обмотка сдвинута по фазе на 120° относительно третьей обмотки.
6. Система по п.2, в которой первая, вторая и третья обмотки соединены по схеме треугольника.
7. Система по п.6, дополнительно содержащая первый резистор, соединенный с первой и второй обмотками; второй резистор, соединенный с второй и третьей обмотками; и третий резистор, соединенный с первой и третьей обмотками, причем первый, второй и третий резисторы также соединены с опорным потенциалом.
8. Система по п.7, в которой первая обмотка сдвинута по фазе на 120° относительно второй обмотки, а вторая обмотка сдвинута по фазе на 120° относительно третьей обмотки.
9. Система по п.1, в которой первый и третий низковольтные импедансные элементы являются конденсаторами.
10. Система по п.9, в которой второй и четвертый низковольтные импедансные элементы являются резисторами.
11. Система по п.1, дополнительно содержащая пятый низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между первым низковольтным контактором и третьей обмоткой, и шестой низковольтный импедансный элемент, подсоединенный между вторым низковольтным контактором и третьей обмоткой.
12. Система по п.11, в которой пятый низковольтный импедансный элемент является конденсатором и шестой низковольтный импедансный элемент является резистором.
13. Система по п.1, дополнительно содержащая четвертую, пятую и шестую обмотки, магнитно-связанные с сердечником трансформатора источника питания, причем пятый и шестой низковольтные импедансные элементы связаны с одной из четвертой, пятой и шестой обмоток.
14. Способ для ограничения пускового тока к источнику питания, причем способ содержит зарядку конденсаторов источника питания низковольтной мощностью, доставляемой через обмотки, магнитно-связанные с трансформатором источника питания; намагничивание трансформатора низковольтной мощностью, доставляемой через обмотки; приложение полного напряжения к источнику питания после того, как конденсаторы заряжены и трансформатор намагничен.
15. Способ по п.14, в котором зарядка конденсаторов включает в себя распределение тока по обмоткам через низковольтные импедансные элементы.
16. Способ по п.14, в котором намагничивание трансформатора включает в себя распределение тока по обмоткам через низковольтные импедансные элементы.
17. Способ по п.14, в котором зарядка конденсаторов и намагничивание трансформатора происходят одновременно.
18. Способ по п.14, дополнительно содержащий шунтирование первого низковольтного импедансного элемента, связанного с одной из обмоток, вторым низковольтным импедансным элементом, связанным с той же обмоткой, перед приложением полного напряжения к источнику питания.
19. Способ по п.18, в котором шунтирование включает в себя шунтирование низковольтного конденсатора низковольтным резистором.
20. Способ по п.14, в котором приложение полного напряжения включает в себя приложение к источнику питания одного из следующего: среднего напряжения и высокого напряжения.
RU2008110173/09A 2005-08-18 2006-08-18 Система и способ для ограничения переменного пускового тока RU2364016C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70939205P 2005-08-18 2005-08-18
US60/709,392 2005-08-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2364016C1 true RU2364016C1 (ru) 2009-08-10

Family

ID=37398309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110173/09A RU2364016C1 (ru) 2005-08-18 2006-08-18 Система и способ для ограничения переменного пускового тока

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7511975B2 (ru)
EP (1) EP1922794B1 (ru)
KR (1) KR20080053301A (ru)
CN (1) CN101243590B (ru)
BR (1) BRPI0614788A8 (ru)
CA (1) CA2619724C (ru)
MX (1) MX2008002303A (ru)
RU (1) RU2364016C1 (ru)
WO (1) WO2007022414A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683236C1 (ru) * 2018-05-25 2019-03-27 Илья Николаевич Джус Частотный преобразователь (варианты)
RU2699012C1 (ru) * 2018-11-26 2019-09-03 Илья Николаевич Джус Трехфазный частотный преобразователь высокого напряжения
RU2701152C1 (ru) * 2019-01-28 2019-09-25 Илья Николаевич Джус Высоковольтный преобразователь с предзарядом (варианты)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7880343B2 (en) * 2008-04-07 2011-02-01 Toshiba International Corporation Drive isolation transformer controller and method
US8169107B2 (en) * 2008-05-30 2012-05-01 Siemens Industry, Inc. Method and system for reducing switching losses in a high-frequency multi-cell power supply
US7830681B2 (en) * 2008-09-24 2010-11-09 Teco-Westinghouse Motor Company Modular multi-pulse transformer rectifier for use in asymmetric multi-level power converter
CN102165678B (zh) * 2008-09-24 2014-03-05 特科-西屋发动机公司 多电平功率转换器中使用的模块化多脉冲变压器整流器
US8279640B2 (en) * 2008-09-24 2012-10-02 Teco-Westinghouse Motor Company Modular multi-pulse transformer rectifier for use in symmetric multi-level power converter
US8223515B2 (en) * 2009-02-26 2012-07-17 TECO—Westinghouse Motor Company Pre-charging an inverter using an auxiliary winding
FI124139B (fi) 2011-01-19 2014-03-31 Vacon Oyj Sähkötehon siirtolaitteisto
RU2515474C2 (ru) * 2011-05-17 2014-05-10 Хонда Мотор Ко., Лтд. Инверторный генератор
RU2540416C2 (ru) * 2011-05-17 2015-02-10 Хонда Мотор Ко., Лтд. Инверторный генератор
US8601190B2 (en) 2011-06-24 2013-12-03 Teco-Westinghouse Motor Company Providing multiple communication protocols for a control system having a master controller and a slave controller
US9042146B2 (en) * 2011-11-14 2015-05-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. DC pre-charge circuit
US9601945B2 (en) 2013-01-29 2017-03-21 Reynolds & Reynolds Electronics, Inc. Emergency back-up power system for traction elevators
WO2014151538A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Power Integrations, Inc. Rectifier with indicator switch
US9083274B2 (en) 2013-04-08 2015-07-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power stage precharging and dynamic braking apparatus for multilevel inverter
US9041327B2 (en) 2013-06-12 2015-05-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for overvoltage protection and reverse motor speed control for motor drive power loss events
US10411585B2 (en) * 2014-06-08 2019-09-10 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Inverter system, inverter apparatus, and method of controlling inverter system
EP3010104A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-20 ABB Technology AG Premagentizing of MMC connected transformer
US9337762B1 (en) 2014-12-15 2016-05-10 Eaton Corporation System and method for magnetizing a transformer in an electrical system prior to energizing the electrical system
US9787210B2 (en) 2015-01-14 2017-10-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. Precharging apparatus and power converter
US9680388B2 (en) * 2015-09-30 2017-06-13 Eaton Corporation System and method for starting a variable frequency drive with reduced arc flash risk
EP3379671A1 (de) * 2017-03-23 2018-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Schaltvorrichtung und deren verwendung zur vorladung
US11025052B2 (en) 2018-01-22 2021-06-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. SCR based AC precharge protection
KR102105405B1 (ko) 2018-03-21 2020-04-28 엘에스일렉트릭(주) 고압 인버터 초기충전 시스템 및 그 제어방법
US11791757B2 (en) * 2018-11-15 2023-10-17 Siemens Aktiengesllschaft Extended braking with variable frequency drive without input power
US11084688B2 (en) 2018-12-04 2021-08-10 Reynolds & Reynolds Electronics, Inc. Rescue/evacuation self-testing system for traction elevators
CN111505946B (zh) 2019-01-31 2021-11-19 华为终端有限公司 设备控制方法和设备
RU2713187C1 (ru) * 2019-06-14 2020-02-04 Илья Николаевич Джус Трехфазный частотный преобразователь высокого напряжения
RU2724604C1 (ru) * 2020-02-26 2020-06-25 Илья Николаевич Джус Трехфазный частотный преобразователь высокого напряжения
EP4164107A4 (en) * 2020-06-05 2024-04-17 Weg Drives & Controls - Automação LTDA STARTING SYSTEM FOR CASCADED MODULAR POWER CONVERTERS
US11362595B1 (en) * 2021-01-26 2022-06-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter pre-charge with line synchronization

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1356117A1 (ru) * 1985-12-24 1987-11-30 Предприятие П/Я М-5164 Ограничитель пускового тока нагрузки при подключении к источнику питани
SU1418846A1 (ru) * 1986-05-22 1988-08-23 Красноярский институт цветных металлов им.М.И.Калинина Устройство защиты реактивной нагрузки от коммутационных перенапр жений
DE4309484C1 (de) * 1993-03-24 1994-02-24 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Unterdrücken eines Einschaltstromstoßes beim Anschalten eines Leistungstransformators
RU2101843C1 (ru) * 1995-05-29 1998-01-10 Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" Устройство для пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2782360A (en) * 1955-01-24 1957-02-19 Ite Circuit Breaker Ltd Starting circuit for mechanical rectifiers
WO1991017597A1 (de) 1990-04-30 1991-11-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und vorrichtung zur reduzierung des einschaltstromstosses beim betreiben einer induktivitätsbehafteten last
JP2776086B2 (ja) * 1991-02-07 1998-07-16 三菱電機株式会社 活線交換用電源装置
US5625545A (en) * 1994-03-01 1997-04-29 Halmar Robicon Group Medium voltage PWM drive and method
WO1997012308A1 (en) * 1995-09-29 1997-04-03 Motorola Inc. In-rush current reduction circuit for boost converters and electronic ballasts
US5886892A (en) 1997-12-05 1999-03-23 Hewlett-Packard Company Power supply with improved inrush circuit for limiting inrush current
US6072302A (en) * 1998-08-26 2000-06-06 Northrop Grumman Corporation Integrated control system and method for controlling mode, synchronization, power factor, and utility outage ride-through for micropower generation systems
US6426885B1 (en) 1999-10-06 2002-07-30 Hitachi, Ltd. Inverter device and motor driving device provided with inrush current prevention circuit
JP4272426B2 (ja) * 2000-11-30 2009-06-03 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP3804606B2 (ja) 2002-12-25 2006-08-02 三菱電機株式会社 変圧器励磁突入電流抑制装置
US6829556B2 (en) * 2003-02-13 2004-12-07 General Electric Company Method and system for detecting incipient failures in a traction system
US7275622B2 (en) * 2003-05-15 2007-10-02 Reynolds & Reynolds Electronics, Inc. Traction elevator back-up power system with inverter timing
US7092262B2 (en) * 2003-10-28 2006-08-15 Capstone Turbine Corporation System and method for pre-charging the DC bus of a utility connected power converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1356117A1 (ru) * 1985-12-24 1987-11-30 Предприятие П/Я М-5164 Ограничитель пускового тока нагрузки при подключении к источнику питани
SU1418846A1 (ru) * 1986-05-22 1988-08-23 Красноярский институт цветных металлов им.М.И.Калинина Устройство защиты реактивной нагрузки от коммутационных перенапр жений
DE4309484C1 (de) * 1993-03-24 1994-02-24 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Unterdrücken eines Einschaltstromstoßes beim Anschalten eines Leistungstransformators
RU2101843C1 (ru) * 1995-05-29 1998-01-10 Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" Устройство для пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683236C1 (ru) * 2018-05-25 2019-03-27 Илья Николаевич Джус Частотный преобразователь (варианты)
RU2699012C1 (ru) * 2018-11-26 2019-09-03 Илья Николаевич Джус Трехфазный частотный преобразователь высокого напряжения
RU2701152C1 (ru) * 2019-01-28 2019-09-25 Илья Николаевич Джус Высоковольтный преобразователь с предзарядом (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0614788A8 (pt) 2017-03-07
CN101243590B (zh) 2010-12-29
CA2619724C (en) 2012-10-30
BRPI0614788A2 (pt) 2011-04-12
EP1922794A1 (en) 2008-05-21
US7511975B2 (en) 2009-03-31
CA2619724A1 (en) 2007-02-22
MX2008002303A (es) 2008-03-14
WO2007022414A1 (en) 2007-02-22
US20070064366A1 (en) 2007-03-22
KR20080053301A (ko) 2008-06-12
EP1922794B1 (en) 2015-12-30
CN101243590A (zh) 2008-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2364016C1 (ru) Система и способ для ограничения переменного пускового тока
CN101682260B (zh) 用于将电能馈送到电网的装置
US7265650B2 (en) Power factor correction rectifier having independent inductive components
EP3288169B1 (en) Power conversion device
EP1078435B1 (en) Line powered, primary side connected apparatus injecting voltage compensation into an electric power line using one transformer
Berrehil El Kattel et al. Four‐phase interleaved DC–DC step‐down converter using coupled inductor for high power application
US11929683B2 (en) Isolated multi-phase DC/DC converter with reduced quantity of blocking capacitors
El Kattel et al. Interleaved bidirectional DC–DC converter with single‐phase high‐frequency isolation for the wide range of industrial applications
US20220360094A1 (en) Power supply system
Cui et al. Enhanced dual-active bridge converter with inherent bipolar operation capability for LVDC distribution systems
CA1155923A (en) Polyphase ferroresonant voltage stabilizer having input chokes with non-linear impedance characteristic
EP3681030B1 (en) Power conversion device
Celentano et al. Three Winding Transformers for Smart Power Substations
WO2020169210A1 (en) Noise filtering in a battery module
KR100882856B1 (ko) 노이즈필터가 구비된 전원안정화회로
EP3340410B1 (en) Protection of an inductive element
CN101359872A (zh) 一种复合开关的辅助电源
EP2597765A2 (en) Device for improving power quality
JP2005026521A (ja) 変圧器装置
JP2003219646A (ja) 電気回路
JPS62229816A (ja) 三相二相変換用変圧器

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20110413

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150615

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200819