Полупроводниковый преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯ ИНОЕ, со держащий п вентильных секций, подключенных к независимым вторичным обмоткам питающего трансформатора и соединенных параллельно на общую нагрузку, п блоков усилителей мощности, общую систему импульсно-фазового управления, п выходов которой соединены с управляющими входами соответствующих усилителей мощности, а вход соединен через регулятор тока с датчиком тока нагрузки , отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей при изменении тока нагрузки в широком диапазоне, в (п-1) системы импульсно-фазового управления введены управляемые (Л ключи со схемами управления, состоящими из последовательно соединенных элементов вьздержки времени и компараторов , входы которых соединены с выходом датчика тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 02 M 7 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

1

1 7ВЪ

1 (21) 3344541/24-07 (22) 13. 10.81 (46) 15. 04. 85. Бюл. У 14 (72) В.Г. Машьянов, С.А. Саньков и М.В. Гирич (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств I ÂÍÈÈïðåîáðà3îâàòåëü", (53) 621.314.2(088.8) (56) 1. Полупроводниковые выпрямители. Под ред. Ф.И. Ковалева, Г.П. Мостковой. M. "Энергия"; 1978, с. 394.

2. Электрооборудование и автоматика электротермических установок.

Под ред. А.П. Ультгаузена и др.

Справочник. М., "Энергия", 1978, с. 288. (54) (57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ,содержащий n âåíòèëüíûõ секций, подключенных к независимым вторичным обмоткам питающего трансформатора и соединенных параллельно на общую нагрузку, и блоков усилителей мощности, общую систему импульсно-фазового управления, и выходов которой соединены с управляющими входами соответствующих усилителей мощности, а вход соединен через регулятор тока с датчиком тока нагрузки, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей при изменении тока нагрузки в широком диапазоне, в (n-1) вьцсод системы импульсно-фазового управления введены управляемые ключи со схемами управления, состоящими из последовательно соединенных элементов выдержки времени и компараторов, входы которых соединены с выходом датчика тока.

1 1150

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к преобразовательной технике, и может быть использовано в установках, содержащих несколько параллельно включенных вен- 5 тильных секций, подключенных к независимым вторичным обмоткам питающего трансформатора, например в установках питания вакуумно-дуговых печей, печей электрошлакового переплава, электро- !О ливеров и других.

Известны преобразователи трехфазного тока типа ВАК (1), собранные по трехфазной нулевой схеме и применяемйе для питания гальванических !5 ванн. Эти преобразователи допускают диапазон изменения тока от 0,1 Иц до 2 I3„. Коэффициент мощности их при работе в номинальном режиме составляет 0,91. 20

Недостатком таких преобразователей является то,,что коэффициент мощности значительно снижается при уменьшении тока нагрузки.

Известны полупроводниковые преоб- 25 раэователи серии ТВ9, предназначенные для питания вакуумно-дуговых печей, в частности полупроводниковый преобразователь переменного напряжения в постоянное,содержащийп вентильных. 30 секций, подключенных к независимым вторичным обмоткам питающего трансформатора и соединенных параллельно на общую нагрузку, и блоков усилителей мощности, общую систему импульс- З5 но-фазового управления, и выходов которой соединены с управляющими входами соответствующих усилителей мощности, а вход соединен через регулятор тока с датчикомтока нагруз- 40 ки. Каждая вентильная секция подключена к отдельной группе вторичных обмоток питающего трансформатора, импульсы управления на тиристоры вентильных секций подаются синхронно от отдельной СИФУ. Регулятор тока поддерживает заданное значение тока, изменяя фазу импульсов в каждой вентильиой секции синхронно. Выходы вентильных секций запараллелены, что 50 обеспечивает ток нагрузки

Id = n Isci где п Вентильных секций; I<> ". выходной ток одной вентиль - 55 ной секции.

Режим работы этих преобразователей, определяемый технологическим

719 процессом плавки металлов, содержит три этапа: набор тока нагрузки, поддержание максимального значения тока, сброс тока нагрузки (2) i

Недостатком известного устройства является уменьшение коэффициента мощности установки в режимах набора и сброса тока нагрузки, которые занимают значительную часть цикла плавки.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей полупроводникового преобразователя при изменении тока нагрузки в широком диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем и вентильных секций, подключенных к независимым вторичным обмоткам питающего трансформатора и соединенных параллельно на общую нагрузку, и блоков усилителей мощности, эбщую систему импульсно" фазового управления, п выходов которой соединены с управляющими входами соответствующих усилителей мощности, а вход соединен через регулятор тока с датчиком тока нагрузки, в (п-1) выход системы импульсно-фазового управления введены управляемые ключи со схемами управления, состоящими из последовательно соединенных элементов выдержки времени и компараторов, входы которых соединены с выходом датчика тока.

На чертеже представлена структурная схема устройства, которое содержит, например, три вентильные секции.

Устройство содержит питающий трансформатор 1, вентильные секции 2 — 4, соединенные параллельно на общую нагрузку 5, датчик тока 6, регулятор тока 7, общую систему импульсно-фазового управления 8, усилители мощности 9 — 11, управляемые ключи 12 и 13, каждый из которых введен между выходом систему управления и входом соответствующего усилителя мощности, элементы выдержки времени 14 и 15, через которые выходы компараторов 16 и 17 соединены с управляемыми входами ключей, вход каждого компаратора при этом соединен с выходом датчика тока.

Устройство работает следующим образом.

При максимальном значении тока нагрузки работают все вентильные секции, причем импульсы управления

11507

И1ИИПИ Заказ 2158/42 Тираж 646 - Подписное уцрцл ДПП íПе уев ро g Ужгород, ул, Проектная, 4

3 на них поступают от общей системы импульсно-фазового управления 8 через соответствующие усилители мощности 9 -11. Импульсы управления вырабатываются в соответствии с заданным регулятором тока 7, который учитывает сигнал обратной связи, поступающий с датчика тока 6 нагрузки.

При работе печи ток нагрузки меняется от значения 3 Iq до нуля, При сни- 10 женин тока нагрузки до значения

2 Inc на которое рассчитана уставка одного из компараторов, например 17, данный элемент срабатывает вследствие снижения до заданного15 уровня сигнала, поступающего от датчика тока 6 нагрузки. Сигнал от компаратора 16 через устройство выдержки времени 15 поступает на управляемый

19 4 ключ 13, который снимает импульсы управления, идущие на вентильную секцию 4, и этим отключает ее.

При дальнейшем снижении тока нагрузки до Ig = I срабатывает следующий компаратор, например 16, и аналогично отключается еще одна вентильная секция. Оставшаяся неотключенной вентильная секция работает при этом с нагрузкой, близкой к номинальной и с меньшим углом управления, так как регулятор тока изменяет фазу угла управления в сторону уменьшения, чтобы поддержать заданное значение тока. При наборе тока нагрузки вентильные секции будут включаться по мере достижения током нагрузки уставок компараторов.