Abstract
Capacitors are prone to two major types of energizing transient phenomenon: transient overvoltage and inrush current (charging current). Capacitor switching transients are harmful to the capacitor and the switching device. For reducing these transient phenomena, this paper proposes a capacitor energizing transient limiter (CETL). The
proposed CETL can automatically provide high impedance at the instant of capacitor energizing, thus, the switching transients can be effectively suppressed. The operating condition of the proposed circuit can be divided into two states: the charging suppressive mode and the steady state with its initial transient. During the charging suppressive mode, a pair of diode strings conducts automatically and then the DC reactor provides high impedance at the instant of switching on in order to suppress the capacitor energizing transients. During the steady state with its initial transient, all diodes of the bridge rectifier conduct simultaneously and the limiter freewheels; therefore the limiter acts as a short circuit and has no effect. Thus, it is not necessary to increase the capacitor-rated voltage when the CETL is used. Related components are depicted. Finally, the simulation results obtained using different methods of capacitor switching verify the feasibility and performance of the proposed CETL
چکیده
خازن ها در معرض دو نوع عمده از پدیده گذراهای انرژی دار کردن هستند: اضافه ولتاژ گذرا و جریان هجومی (جریان شارژ). گذراهای کلیدزنی خازن، برای خازن و وسیله کلیدزنی مضر هستند. این مقاله برای کاهش این پدیده گذرا یک محدود کننده گذرای انرژی دار کردن خازن (CETL) را پیشنهاد می دهد. CETL پیشنهادی می تواند به صورت خودکار، امپدانس بالایی را در لحظه انرژی دار کردن خازن فراهم کند، لذا، گذراهای کلیدزنی می توانند به صورت مؤثری حذف شوند. شرایط کاری مدار پیشنهادی می تواند به دو حالت تقسیم شود: حالت بازدارنده شارژ و حالت پایدار با گذرای اولیه آن. در طول حالت باز دارنده شارژ، یک جفت از دسته دیودها به صورت خودکار هدایت می کنند و سپس راکتور DC، امپدانس بالا را در لحظه بسته شدن سوئیچ ها فراهم می کند تا از گذراهای انرژی دار کردن خازن جلوگیری کند. در طول حالت پایدار با گذرای اولیه آن، تمام دیودهای یکسوساز پل به صورت همزمان هدایت می کنند و محدود کننده، آزاد است؛ بنابراین محدود کننده به صورت اتصال کوتاه عمل می کند و اثری ندارد. لذا، وقتی CETL استفاده شود، افزایش ولتاژ نامی خازن ضروری نیست. اجزای مربوطه، نشان داده شده اند. در انتها، نتایج شبیه سازی بدست آمده با روش های مختلف کلیدزنی خازن، امکان اجرا و عملکرد CETL پیشنهادی را تأیید کرده اند.
1-مقدمه
اصلاح ضریب توان (PFC) می تواند تلفات تغذیه کننده های توزیع را کاهش داده، ظرفیت ترانسفورمرها و خط ها را افزایش داده، افت ولتاژ را بهبود بخشیده و تغذیه الکتریکی برای مصرف کننده های عمومی را کاهش دهد؛ در نتیجه، بانک های خازنی موازی، به صورت متداول در واحدهای صنعتی نصب می شوند [1، 2]. جبران سازی توان راکتیو، بوسیله یک تنظیم کننده ضریب توان خودکار (APFR) برای تغییر مقدار PFC عموما طبق ضریب توان محل، کنترل می شود. از آنجا که بار سلفی با زمان تغییر می کند، خازن به صورت مکرر، سوئیچ خواهد شد که باعث یک جریان هجومی با مقدار/ فرکانس بالا و یک اضافه ولتاژ گذرا می شود. گذراهای انرژی دار کردن خازن، طول عمر خازن را کوتاه کرده و به کنتاکت های وسیله کلیدزنی مانند مدار شکن یا سوئیچ الکترومغناطیسی، آسیب می زند. لذا، برخی استاندارها برای محدود کردن مقدار، زمان و مدت گذراهای انرژی دار کردن، وضع شده است...