45. Виды защиты преобразователей от перенапряжений.
Перенапряжения с амплитудой (1,5÷3)Uс ном, где Uc нoм – номинальное U сети, могут снижаться с помощью средств, приведенных ниже, что в сочетании с выбором вентилей соответствующего класса по U гарантирует надежный режим эксплуатации. Перенапряжения второй группы, обусловленные эффектом накопления заряда в вентилях, м/б ограничены на уровне (1.2÷1.3) Uс,ном с помощью RC-цепочки, включаемой парал-но каждому тиристору или диоду преобразователя (рис. 6.1). Конд-р и резистор должны иметь как можно меньшую собственную инд-ть. Для того, чтобы защитная цепочка имела в целом возможно меньшую инд-ть, она д/б размещена непосредственно около вентиля. Подобные RC-цепочки вместе с инд-ю схемы или специально включаемой после-но с каждым тиристором индуктивностью одновременно служат для ограничения скорости нарастания прямого напряжения du/dt для устранения эффекта самопроизвольного вкл тиристора.
Рис. 6.1. Рис. 6.2.
Используется также многофункциональная RC-цепь с разделением эл-ов (рис.6.2). Здесь цепочка R2C2 ограничивает перенапряжения, вызываемые эффектом накопления заряда в тиристоре. Сопротивление R3 много больше, чем R2 и служит для разряда конденсатора C2. Цепочка R1C1 ограничивает скорость нарастания прямого напряжения du/dt, а диодный мост VD1–VD4 препятствует разряду конденсатора C1 при вкл. Перенапряжения 1 и 2 группы м/б ограничены с помощью общего защитного устройства ЗУ, включаемого парал-но входу преобразователя П (рис.6.3). Ограничение достигается за счет совместного действия этого устройства и инд-ти рассеяния преобразовательного тр-ра Тр или после-но включенного реактора и питающей сети.В качестве простейшего ЗУ применяются RC - цепочки (рис.6.4 ).
Рис.
6.4.
Рис.6.3.
Рис.
6.5.
Часто в качестве ЗУ используется общая для трех фаз RC-цепочка, включенная через выпрямитель, который предотвращает быстрый разряд конденсатора ч/з тиристор при его включении (рис. 6.5). Во многих случаях в качестве защитных используются элементы с сильно нелинейной характеристикой. Для лавинных диодов и специальных селеновых ограничителей напряжения, имеющих несимметричную харак-ку, применяется схема ЗУ (рис. 6.7). Для симметричных ограничителей U, таких, напр, как два встречно вкл лавинных диода, в симметричном кремниевом ограничителе U, выполненном в виде единой структуры, или металлоокисидном варисторе применяется следующая схема ЗУ (рис.6.9)
Рис.6.7. Рис. 6.9.
Ограничители с нелинейной харак-ой должны рассеивать значительную мощность и иметь резко выраженный излом (угол) на характеристике при переходе от состояния "а" с высоким сопротивлением к состоянию "в" с небольшим динамическим сопротивлением в режиме ограничения U. Металлооксидные варисторы в значительной степени удовлетворяют этим требованиям. Кроме того, они просты в изготовлении и поэтому часто применяются для ограничения перенапряжений (в том числе и вызванных эффектом накопления заряда в вентилях).Энергия, которая м/б рассеяна при работе подобных устройств защиты от перенапряжений, как правило, соизмерима с энергией, запасаемой в тр-ре преобразователя при ХХ. В неуправляемых выпрямителях с лавинными диодами устройства защиты, как правило, не требуются. Для предотвращения перенапряжений третьей группы и для уменьшения их вредного действия на п/п вентили при питании нагрузок со значительной индуктивностью можно использовать добавочные резисторы, неуправляемые шунтирующие нагрузку цепи с диодами или выпрямители по несимметричным мостовым ("полууправляемым") схемам, а при питании индуктивных цепей с реверсом тока - управляемые шунтирующие цепи с тиристорами, включаемыми при появлении соответствующих перенапряжений.