Преобразовательный блок
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК, содержащий включенные последовательно полупроводниковые вентили, закрепленные на соединенных посредством диэлектрических шлангов водоохлаждаемых охладителях со скобами, один вывод блока образован скобой охладителя , I первого вентиля, а другой - выводом , последнего вентиля, не связанным с его охладителем, отличающи йс я тем, что, с целью повышения надежности работы вентилей в преобразовательных системах, работаюидах в агрессивных средах, и упрощения, диэлектрические шланги, последовательно соединяющие охладители указанных вентилей, выполнены равными по длине , а хладагент выбран с удельным сопротивлением воды р 3000 Ом-см, причем соотношение длины диэлектрического шланга к площади его сечения выбрано равным- i-Ур , где t и S длина и площадь сечения диэлектрического шланга соответственно; S и напряжение , приложенное з к вентилю; (Л i ток утечки через воду; удельное сопротивление воды, так что указанные шланги выполняют роль шунгирующих резисторов.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„.Я0„„1О95276 А
3(51) Н 01 L 25 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 356 36 80/2 4-07 (22) 14.03.83 (46) 30,05.84. Бюл; У 20 (72) A .К.Белкин, П .С.Ройзман, Е.Н.Клименков и E.A.Ëoáîâ (71) Уфимский ордена Ленина авиациойный институт им. Орджоникидзе (53) 621.314.6 32(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР
9 311345, кл. Н 02 М 1/18, 1971.
2. Каганов Н.Л. Промышленная электроника. М ., Высшая школа, 1968, с. 412, рис. 7.3 д, с. 432, рис. 7.21 r. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫИ БЛОК, содержащий включенные последовательно полупроводниковые вентили, закрепленные на соединенных посредством диэлектрических шлангов водоохлаждаемых охладителях со скобами, один вывод блока образован скобой охладителя первого вентиля, а другой - выводом последнего вентиля, не связанным с
его охладителем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы вентилей в преобразовательных системах, работающих в агрессивных средах, и упрощения, диэлектрические шланги, последовательно соединяющие охладители указанных вентилей, выполнены равными по длине, а хладагент выбран с удельным сопротивлением воды р 3000 Ом см, причем соотношение длины диэлектрического шланга у площади его сечения выбрано равным — =-—
1Р где f и Я вЂ” длийа и площадь сечения диэлектрического шланга соответственно;
U — напряжение, приложенное к вентилю; ток утечки через воду; у — удельное сопротивление воды, так что укаэанные шланги выполняют роль шунгирующих резисторов.
1095276
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть широко использовано при конструировании блоков с последовательно соединенными тиристорами и диодами в преобразовательных системах индукционной элект- 5 рот ермии, Известен преобразовательный блок, содержащий трансформатор, каждая обмотка которого соединена последовательно с резистором, а образованная ими )0 цепь подключена параллельно к каждому из последовательно соединенных вентилей, причем все обмотки трансформатора включены согласно и имеют одинаковое число витков Г13, 15
Недостатками данного блока являются пониженная надежность работы вентилей в агрессивных средах; сложность| не эффективное выравнивание напряже ния по вентилям в стационарном режиме.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пре-. образовательный блок, содержащий последовательно соединенные вентили, закрепленные на водоохлаждаемых охладителях со скобами, зашунтированные резисторами, один вывод которого абразован скобой охладителя первого вентиля, а другой — выводом последнего вентиля, не связанным c его охладителем j2 7, 30
Однако данный блок характеризуется пониженной надежностью работы вентилей в преобразовательных системах, работающих в агрессивных средах,, например, в цехах литья алюминия в 35 электромагнитный кристаллизатор, при которых происходит разрушение резисторов равномерного распределения на пр яже ни я в ст ацион арн ом режиме по последовательно соединенным вентилям, 40 и как результат — выход последних из строя, остановка всей преобразова" тельной системы и связанные с этим производственные простои и потери, Кроме того, наличие резисторов усложняет блок .
Цель" изобретения — повышение наде>кности работы вентилей в преобразовательных системах, работающих в агрессивных средах, и упрощение.
Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательном блоке, содержащем включенные последовательно полупроводниковые вентили, закреп- ленные на соединенных посредством диэлектрических шлангов водоохлаждаемых охладителях со скобами, один вывод блока образован скобой охладителя первого вентиля, а другой - выводом последнего вентиля, не связанным с его охладителем, диэлектричес- 60 кие шланги, последовательно соединяющие охладители указанных вентилей, выполнены равными по длине, а хладагент, выбран с удельным сопротивлением воды, p a 3000 ОМ -см, причем соотношение длины диэлектрического шланга к площади его сечения, выбра.-.— но равным
S 11у где Ю и S - длина и сечение диэлектрического шланга;
U — напряжение, приложенное к вентилю; ток утечки через воду1
p — удельное сопротивление воды; так, что указанные шланги выполняют роль шунтирующих резисторов, На фиг. 1 показан преобразовательный блок; на фиг. 2 — то же, принципиальная электрическая схема; на фиг. 3 - водоохлаждаемый охладитель со скобой а) для одного вентиля; б) для двух вентилей); на фиг. 4 принципиальная электрическая схема двухмостового автономного инвертора; на фиг. 5 — схема электрических соединений двухмостового автономного инвертора; на фиг. 6 - система водоох-> лаждения инверторных мостов двухмостового автономного инвертора, Преобразовательный блок содержит последовательно соединенные вентили
1-3, закрепленные на водоохлаждаемых охладителях 4-6 со скобами 7-9 зашунтированные резисторами 10-12„ один вывод 13 которого образован скобой 7 охладителя 4 первого вентиля 1, а другой 14 — выводом последнего вентиля 3, не связанным с его охладителем б, при этом роль резисторов 10-12 выполняют равные по длине водоохлаждаемые диэлектрические шланги, соединяющие последовательно охладители 4-6, указанных вентилей 1-3 с удельным сопротивлением воды 4 3000 ОМ см и соотношением длины диэлектрического шланга к его сечению, равным где ь и Я - длина и сечение диэлект. рического шланга;
U - напряжение, приложенное к вентилю;
- ток утечки через воду;
- удельное сопротивление воды.
Преобразовательный блок работает следующим образом, Вода с удельным электрическим сопротивлением не более y < 3000 Ом ° см из напорного коллектора (фиг. 1,2 и фиг, б, напорный коллектор не показан), через диэлектрические шланги поступает к охладителям 4-6, охлаждая вентили 1-3. Нри этом водяной столб, заключенный в каждом из шлангов, образует резистор 10-12 подключенный параллельно вентилю 1-3.
1095276 3
Ъ
R 9
10 фие.2
При подаче напряжения к выводам
13 и 14 блока происходит равномерное распределение напряжения по вентилям
1-3, поскольку оно делится пропорционально сопротивлениям резисторов 1012.
В данном случае сопротивление резистора определяется как где y — - удельное сопротивление воды)
Ь и S - -длина и сечение водоохлаждаемого диэлектрического шланга.
При этом оказывается, что увели- 15: чение удельного сопротивления воды выше 3000 OM -см (такую величину удельного электрического сопротивления имеет техническая вода многих промышленных предприятий) не оказйвает даль д нейшего влияния на повышение равномерности распределения напряжения по последовательно соединенным вентилям.
Поэтому для данного блока и, выбрано удельное электрическое сопротивление 25 воды не более р < 3000 Ом см.
Кроме того, как видно из формулы (1), на величину сопротивления резистора влияет соотношение длины и сечения диэлектрического шланга В/S, которое можно определить, зная допустимйй ток утечки 1,. напряжение прокладываемое к вентилю, U и удельное электрическое сопротивление воды р а
gr U (2)
S 1р
Таким образом, используя в качестве резисторов, подключаемых параллельно вентилям, равные по длине водоохлаждаемые диэлектрические шланги, соединяющие последовательно охладители указанных вентилей с удельным электрическим сопротивлением воды не более у 3000 ON см и соотношением длины к сечению шланга равным В/S = U/iy, удается значительно упростить преобразовательный блок и повысить надежность работы вентилей, так как в отличие от проволочных илн непроволочных резисторов водоохлаждаемый диэлектрический шланг не подвергается разрушению в агрессивных средах.
10952 16
1095276
1095276
Составитеуь Н. Нестеренко
Редактор Н.Горват Техред Л.Хоуюбняк Корректор М.Шароши
Эаказ 3610/36 Тираж 683 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иоскйа, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
