Принципи та методи розрахунку безконтактних контакторів постійного струму для систем альтернативної електроенергетики
Ключові слова:
безконтактний двонапрямний контактор постійного струму, комутуючий конденсатор, комутуючий тиристор, силовий напівпровідниковий ключ, альтернативна енергетикаАнотація
Показано, що принцип керування та живлення напругою мережі безконтактного двонапрямного контактора постійного струму реалізовано шляхом підключення електронної схеми керування одним виводом між двома зустрічно включеними силовими двоопераційними тиристорами двонапрямного ключа першого полюса контактора, а другим – до вихідного затискача другого полюса. В результаті напруга мережі подається на електронну схему тільки на короткий проміжок часу (до мс), який визначається значенням часу заряду комутуючого конденсатора до напруги пробою порогового стабілітрона.
Визначені особливості процесу нагріву силових напівпровідникових контакторів в різних режимах його роботи, що дозволило розробити методику, що з достатньою точністю визначає такі важливі параметри як номінальний та робочий струм контактора.
Крім цього, було встановлено, що для суттєвого зменшення ємності комутуючого конденсатора, а відповідно і габаритів та вартості, необхідно, щоб в момент включення комутуючого тиристора розрядний струм комутуючого конденсатора дорівнював струму його зарядного кола, а їх значення не повинні бути меншими ніж максимально допустимий струм запирання двоопераційного тиристора. Це дозволяє обґрунтовано підходити до визначення параметрів елементів, що забезпечують надійне запирання двонапрямного ключа.
В результаті проведених досліджень також було показано, що пропоновані безконтактні контактори завдяки введенню керування напругою мережі у порівнянні з існуючими мають властивості, що підвищують конкурентоспроможність. Зокрема в них підвищена надійність роботи, вони не потребують для живлення додаткового джерела живлення, в них виключені стандартні драйвери, до мінімуму зведено споживання енергії.
Таким чином, прикладним аспектом використання одержаного наукового результату є можливість створення конкурентоспроможних надійних безконтактних контакторів постійного струму на напругу до 1000 В та струми 100-600 А для альтернативної енергетики.
Посилання
1. Soskov, A. G. Improved power switching semiconductor devices of low voltage [Text]: monograph / A. G. Soskov; Hark. nat. Acad. Moscow. gos va. - Kh.: KNAGH, 2011. – 156 p.
2. B. Principles of constructions, calculation methods of direct current hybrid contactors for alternative energy / A. Soskov, Ya. Forkun, S. Kotelevets // Lighting engineering and power engineering. – 2019. – Vol.1 . – P. 18-29.
3. Yang Gao, Xiaoguang Wei, Zhiyuan He, Longlong Chen, Yunhai Shan. A hybrid circuit breaker for DC-application. IEEE First International Conference. – 2015. – P. 187 - 192, doi: 10.110 /ICDCM.2015.7152036.
4. Y. Sato, Y. Tanaka, A. Fukui, , M. Yamasaki, O. Hiromichi.An investigation of SiC-SIT DC circuit breakers for higher voltage direct current distribution systems. Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2010 IEEE. – 2010. – P. 3290-3295, doi: 10.1109/ECCE.2010.5617760.
5. Hassanpoor, A.; Hafner, J.; Jacobson, B. Technical Assessment of Load Commutation Switch in Hybrid HVDCBreaker. Power Electronics, IEEE Transactions on Year: 2015, Volume: 30, Issue: 10 Pages: 5393 – 5400.
6. Tanaka, Y. Development of semiconductor switches (SiC-BGSIT) applied for DC circuit breakers [Text] / Y. Tanaka; A. Takatsuka, T. Yatsuo, Y. Sato, H. Ohashi // Electric Power Equipment – Switching Technology (ICEPE-ST), 2013 2nd International Conference. – 2013. P.1-4 DOI: 10.1109/ICEPE-ST.2013.6804323.
7. Paten. 134585. Non-Contact bi-directional DC Contactor (Soskov AG, Sabalaeva NO) Application u 2018 12490, Date of application 17.12.2018, Date of patent validity 27.05.2019, Bul. № 10.
8. Patent 101893 Non-Contact DC contactor (AG Soskov, ML Glebova, NO Sabalaeva, YB Forkun) application u 2015 01961, application date 04.03.2015, patent effective 12.10.2015, bul. № 19.
9. Voronin P.A. Power semiconductor switches: families, specifications, applications. Ed. 2nd rev. and add. - Moscow, 2005 . – 384 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
@LepeJournal