Способ управления устройством для питания нагрузки периодическим током с обратным импульсом

 

СПОСОБ УПРАВЛЕШИЯ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ ПЕРЮДИЧЕСКИМ ТОКОМ С ОБРАТНЫМ ИМПУЛЬСОМ, включающим подключенные к трехфазному источнику питающего напряжения группу тиристоров, формирующую импульс тока прямого направления и группу тиристоров, формирующую импульс тока обратного направления, заключающийся в поочередном включении тиристоров указанных групп, отличающийся тем, что, с целью повьшения. надежности и частоты периодического тока, в каждом периоде питания первым в группе тиристоров, формируницей импульс тока прямого направления, включают тиристор фазы питающего напряжения, отстававшей в порядке чередования фаз в предьщущем периоде питания, а в группе тиристоров, формирзпощей импульс тока обратного направления, в каждом периоде питания включают тиристор отстающей в этом периоде фазы напряжения импульса тока прямого направления после смены полярности напряжения этой фазы на обратную.,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ц

РЕСПУБЛИК

09) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbITMA (21) 3502338/24-07 (22) 15.10.82 (46) 07,12.84. Бюл. У 45 (72) В.А. Городецкий, В.А. Бобков и В.П. Иванов (71) Производственное объединение

"Уралэнергоцветмет" (53) 621.314.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 320554,кл. С 23 В 5/04..

2. Авторское свидетельство СССР

II 387040, кл.С 23 В 5/68.

3. Авторское свидетельство СССР

9 596665; кл. С 25 D 21 /12.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 855087, кл. С 25 D 21/12.

5. Шиллинг В. Тиристорная техника. M., "Энергия", 1971 с. 79.

6. Беркович Е.И. и др. Полупроводниковые выпрямители. M. "Энергия", 1971, с. 394-395. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ТОКОМ С ОБРАТНЫМ ИМПУЛЬСОМ, включающим подключенные к трехфазному источнику питающего напряжения группу тиристоров, формирующую импульс тока прямого направления и группу тиристоров, формирующую импульс тока обратного направления, заключающийся в поочередном включении тиристоров указанных групп, отличающийся тем, что, с целью повышения. надежности и частоты периодического тока, в каждом периоде питания первым в группе тиристоров, формирующей импульс тока прямого направления, включают тнристор фазы питающего напряжения, отстававшей в порядке чередования фаз в предыдущем периоде питания, а в группе тиристоров, формирующей импульс тока обратного направления, в каждом периоде питания включают тиристор отстающей в этом периоде фазы напряжения импульса тока прямого направления после смены полярности напряжения этой фазы на обратную.

1128353 2

20

40

55

Изобретение относится к область электротехники и может быть использовано в устройствах для питания нагрузки, например, электролитной ванны, периодическим током с обратным импульсом.

Известны устройства для питания электролитных ванн периодическим током с обратным импульсом, которые могут быть классифицированы по двум признакам! устройства с несимметричным соединением вентилей на вторичной стороне силового транс" форматора (1) — (3) и устройства с симметричным соединением вентилей на вторичной стороне силового трансформатора l4j — (6) .

Недостатками первой группы устройств являются неравномерная загрузка питающих фаз трансформатора, завьппенная установленная мощ— ность этих трансформаторов и ухудшение качества энергии питающих сетей.

Вторая группа устройств обеспечивает равномерную загрузку питающих фаз трансформатора и электрической сети, малое влияние на качество энергии питающих сетей, установленная мощность трансформаторов соответствует номинальной.

Такие устройства содержат силовой трансформатор, к вторичной стороне которого подключень, соединенные встречно-параллельные две группы тиристоров: одна формирует импульс тока прямого направления, другая— импульс тока обратного направления, а полюса выпрямленного тока этих групп тиристоров подключены к электролитной ванне.

Эти устройства обладают рядом недостатков, которые обусловлены несовершенством способов их управления, приводящих к снижению надежности устройств, к низкой частоте периодического тока, в результате которой снижается КПД гальванической ванны.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления устройством для питания нагрузки периодическим током с обратным импульсом, включающим подключенные к трехфазному .источнику питающего напряжения группу ти.ристоров, формирующую импульс тока прямого напряжения, и группу тиристоров, формирующую импульс тока обратного напряжения, заключающийся в поочередном включении тиристоров указанных групп f6) .

Недостатком известного способа управления является то, что макси" мальная частота периодического тока может быть получена лишь порядка

20 Гц, а надежность устройства из-sa ограниченной чувствительности датчика тока вблизи нуля тока низка.

Целью изобретения является повышение надежности и частоты периодического тока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления устройством для питания нагрузки периодическим током с обратным импульсом, включающим подключенные к трехфазному источнику питающего напряжения группу тиристоров, формирующую импульс тока прямого направления и группу тиристоров, формирующую импульс тока обратного направления, заключающемуся в поочередном включении тиристоров указанных групп, в- каждом периоде питания первьы B группе тиристоров, формирующей импульс тока прямого направления, включают тиристор фазы питающего напряжения, отстававшей в порядке чередования фаз в предыдущем периоде питания, а в группе тиристоров, формирующей импульс тока обратного направления, в каждом периоде питания включают тиристор отстающей в этом периоде фазы напряжения импульса тока прямого направления после смены полярности напряжения этой фазы на обратную.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для питания в качестве нагрузки электролитной ванны периодическим током с обратным импульсом, на фиг.2— эпюра токов электролитной ванны, поясняющая способ управления устройством.

Устройство содержит систему I управления, группу 2 прямого тока, состоящую из тиристоров 3-5, аноды которых подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора б, датчик 7 тока, электролитную ванну 8 с анодом 9 и катодом 10, группу 11 обратного тока, состоящую из тиристора 12-14, катоды ко1128353

SS торых соединены с выводами той же вторичной обмотки трансформатора

6. Катоды тиристоров 3-5 и аноды тиристоров 12-14 соединены меяду собой и подключены к аноду 9 электролитной ванны 8, катод 10 которой подключен к общему выводу соединенной в звезду вторичной обмотки трансформатора 6.

Способ осуществляется следующим .образом.

В момент t< времени включения устройства питания от системы 1 ! управления подают управляющий импульс на управляющий электрод одного из тиристоров группы 2, формирующей импульс тока прямого направления i„p, а именно на тот, на аноде которого в данный момент мгновенное значение напряжения положительной полярности наибольшее, например, на тиристор 3 фазы а трансформатора 6. Тем самым включают этот тиристор.

Через электролитную ванну 8 в направлении от анода 9 к катоду 10 начинает течь ток прямого направления. Далее в порядке чередования фаз включают тиристоры 4 и 5 фаз

В и С соответственно в моменты t< и времени. Моменты времени t<,t u

t3 определяются углом управления управляющих импульсов, т.е. заданным значением тока

После включения тиристора 5 фазы

C управляющие импульсы группы 2 тиристоров блокируют. После смены полярности напряжения фазы на обратную от системы 1 управления в момент t времени подают управляюЦ щий импульс на тиристор 14 фазы группы 11, формирующей импульс тока обратного направления

Тем самым включают этот тиристор.

Через электролитную ванну 8 в направлении от катода 10 к аноду 9 начинает течь ток обратного направления. Момент времени t определяется углом управления управляющего импульса, т.е. заданным значением тока iù, После включения тиристора 14 фазы Z управляющие импульсы группы. 11 блокируют.

В связи с тем, что тиристоры 5 и 15 включены противопараллельно, в одну фазу, возможность возникновения короткого замыкания полностью исключается.

t0

Таким образом, в периоде питания Т электролитной ванны вклюа чают тиристоры в следующем порядке чередования фаз: а- Ь-с z

В следующем периоде Т питания электролитной ванны при формировании импульса тока прямого направления первым включают тиристор 5 фазы с, т.е. тиристор фазы питающего напряжения, отстававшей в порядке чередования фаз в предыдущем периоде питания электролитной ванны.

Этим полностью исключают возможность возникновения короткого замыкания.

Далее в порядке чередования фаз включают тиристоры 3 и 4 фаз а и b соответственно.

Для формирования следующего импульса тока обратного направления после смены напряжения фазы b на, обратное включают тиристор 13 фазы, т.е. в периоде питания

Т электролитной ванны тиристоры включают в порядке чередования с-ol- ь-Ч .

Аналогичным образом в периоде Т питания электролитной ванны тиристоры включают в.порядке чередования фаз: Ъ-с-а-х.

После завершения периода Т про6 цесс управления устройством питания циклически повторяют. Период цикла итания Т = Та + Тс + Тв а порядок чередования фаз, по которому включают тиристоры устройства питания, следующий: о- в-с-r.-с -а-в-у-в-с-а-х .

Стабилизацию токов прямого и обратного направлений осуществляют по сигналам датчика 7 тока, при этом в связи с исключением возможности возникновений глухих коротких замыканий, сннжаются требования,к чувствительности датчика тока вблизи нуля тока.

Исключение возможности возникновения коротких замыканий при формировании импульса тока обратного направления после окончания импульса тока прямого направления и наоборот, обеспечит высокую надежность устройства питания при использовании предложенного способа его управления.

По предложенному способу управления устройством питания электролитной ванны в каядом частном перио 1128353

Ф

c„„»

ВНИИПИ Заказ 9081/42 Тираж 666 Подвитое

Филиал ППП "Петеат", г.умгород, ул.Проектная, 4 де (Т., Т, Т ) питания ванны в импульса тока обратного направления имеется лишь один временной интервал, когда ванна обесточена. Это приведет к повышению проиэводительности электролитной ванны при высоких.энергетических характеристиках устройства питания ванны периодическим током с обратным импульсом.