Устройство для прерывания токов секционированных электродов мгд-генератора

 

Изобретение относится к технике магнитогидродинамического преобразования энергии, в частности к устройствам для прерывания токов секционированных электродов МГД-генератора (МГДГ). Цель изобретения - повышение срока службы электродов МГДГ и снижение потерь мощности устройства. Устройство содержит две группы тиристоров по 2n тиристоров в каждой, две нагрузки в виде ведомых сетью инверторов, разделительный конденсатор, конденсаторы связи, автономное устройство управления тиристорами. При этом катоды n тиристоров каждой группы связаны через разделительный конденсатор, катоды других n тиристоров каждой группы подключены к анодной группе электродов МГДГ. Соседние электроды в этой группе соединены через конденсаторы связи, а автономное устройство управления подключено к управляющим электродам тиристоров. Устройство обеспечивает надежное прерывание токов любой величины в момент локализации дуги на электродах путем управления рабочей частотой переключения тиристоров. 3 ил.

Изобретение относится к технике магнитогидродинамического преобразования энергии, в частности к устройствам для прерывания токов секционированных электродов МГД-генератора, и может быть использовано для ограничения времени горения дуг на электродах МГД-генератора. Целью изобретения является повышение срока службы электродов МГД-генератора и снижение потерь мощности. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для прерывания токов секционированных электродов МГД-генератора (для 10 электродов); на фиг. 2 - принципиальная схема аналогичного устройства с меньшим числом коммутирующих конденсаторов (для 10 электродов); на фиг. 3 - принципиальная схема автономного устройства управления тиристорами. В устройстве для прерывания токов секционированных электродов МГД-генератора 1 (фиг. 1) анодная группа 2n электродов 2 подключена соответственно к анодам 3 первой половины тиристоров первой группы 4 и к анодам 5 первой половины тиристоров второй группы 6. Катоды 7 указанных тиристоров подключены соответственно к анодам 8 второй половины тиристоров обеих групп 4 и 6, катоды 9 тиристоров групп 4 и 6 объединены, связаны между собой через разделительный конденсатор 10 и подключены к положительным полюсам 11 нагрузок 12 и 13, выполненных в виде двух ведомых сетью инверторов. Отрицательные полюсы 14 инверторов 12 и 13 подключены к катодным электродам 15 МГД 1, выход 16 автономной системы управления 17 подключен к управляющим электродам 18 первой половины тиристоров группы 6 и второй половины тиристоров группы 4, а выход 19 автономного устройства управления 17 подключен к управляющим электродам 20 второй половины тиристоров группы 6 и первой половины тиристоров группы 4. Каждые две из трех соседних точек 21 попарного соединения тиристоров групп 4 и 6 объединены через последовательные конденсаторы 22, образующие соединения в виде треугольников. Соседние электроды 2 МГДГ 1 соединены между собой с помощью конденсатора связи 23. Отрицательные полюсы 14 инверторов 12 и 12 подключены к катодным электродам 15 через группы 4' и 6', идентичные группам 4 и 6. Соседние катодные электроды соединены друг с другом через конденсаторы связи 23. В аналогичном устройстве для прерывания токов секционированных электродов МГДГ 1 (фиг. 2) анодная группа 2n электродов 2 подключена соответственно к анодам 3 первой половины тиристоров первой группы 4 и к анодам 5 первой половины тиристоров второй группы 6. Катоды 7 указанных тиристоров подключены соответственно к анодам 8 второй половины тиристоров обеих групп 4 и 6, катоды 9 тиристоров каждой из групп 4 и 6 объединены, связаны между собой через разделительный конденсатор 10 и подключены к положительным полюсам 11 нагрузок 12 и 13, выполненных в виде двух ведомых сетью инверторов. Отрицательные полюсы 14 инверторов 12 и 13 подключены к катодным электродам 15 МГДГ 1 через группы 4' и 6', идентичные группам 4 и 6, выход 16 автономного устройства управления 17 подключен к управляющим электродам 18 первой половины тиристоров группы 6 и второй половины тиристоров группы 4, а выход 19 автономного устройства управления 17 подключен к управляющим электродам 20 второй половины тиристоров группы 6 и первой половины тиристоров группы 4. Точки 21 попарного соединения тиристоров первой и второй половин групп 4 и 6 объединены через последовательные конденсаторы 22. Объединяются точки тиристоров, подключаемых к электродам анодной группы, разделенным равным числом межэлектродных промежутков. Соседние электроды 2 соединены между собой через конденсаторы связи 23. Отрицательные полюсы 14 инверторов 12 и 13 подключены к катодным электродам 15 через группы 4' и 6', идентичные группам 4 и 6. Соседние катодные электроды соединены друг с другом через конденсаторы связи 23. Автономное устройство управления 17 выполнено стандартным образом. На фиг. 3 приведена его электрическая схема. Она состоит из трех основных элементов: задающего генератора на базе мультивибратора 24 и двух выходных блокинг-генераторов 25, возбуждаемых от мультивибратора 24 с выходами 16 и 17, которые выдают импульсы поочередно через 180 эл. град. Устройство работает следующим образом. В первый полупериод с выхода 16 автономного устройства 17 сигнал управления поступает на управляющие электроды 18 второй половины тиристоров группы 4 и первой половины тиристоров группы 6. При одновременном отпирании этих тиристоров токи половины электродов 2 МГД-генератора 1 протекают по контурам: первая половина 2n электродов 2 - первая половина тиристоров группы 6 - n конденсаторов 22 - вторая половина тиристоров группы 4 - катоды 9 этих тиристоров - положительный полюс 11 ведомого сетью инвертора 12 - разделительный конденсатор 10 - катоды 9 второй половины тиристоров группы 6 - положительный полюс 11 ведомого сетью инвеpтоpа 13. Отрицательные полюса 14 инверторов 12 и 13 через группы 4' и 6', идентичные группам 4 и 6, подключены к катодным электродам 15 МГД-генератора, соединенным через конденсаторы связи 23. Во второй полупериод с выхода 19 автономного устройства управления 17 сигнал управления поступает на управляющие электроды 20 первой половины тиристоров группы 4 и второй половины тиристоров группы 6. При одновременно отпирании этих тиристоров ранее открытые тиристоры закрываются за счет приложенных к ним напряжений, сформированных на коммутирующих конденсаторах 22 и 10. При этом постоянный ток другой половины 2n электродов 2 протекает по контурам: оставшаяся половина 2n электродов 2 - первая половина тиристоров группы 4 - n конденсаторов 22 (они перезаряжаются) - вторая половина группы тиристоров 6 - катоды 9 этих тиристоров - положительный полюс ведомого сетью инвертора 13 - разделительный конденсатор 10 (он перезаряжается) - катоды 9 второй половины тиристоров группы 4 - положительный полюс 11 ведомого сетью инвертора 12, отрицательные полюса 14 инверторов 12 и 13 подключены к катодным электродам 15 МГД-генератора через группы 4' и 6'. В результате в каждый полупериод рабочей частоты переключения тиристоров поочередно работает половина электродов МГДГ, что позволяет прерывать токи электродов и тем самым обеспечивается погасание приэлектродных дуг. Устройство для прерывания токов секционированных электродов МГДГ, показанное на фиг. 2, работает аналогично устройству фиг. 1. Количество конденсаторов 22 в устройстве на фиг. 2 меньше, чем в устройстве, показанном на фиг. 1. Однако рабочее напряжение этих конденсаторов превышает приблизительно на порядок и более (в зависимости от числа электродов МГДГ, токи которых прерываются) рабочее напряжение конденсаторов устройства, показанного на фиг, 1. Это позволяет использовать в устройстве, показанном на фиг. 1, тиристоры более низкого класса. (56) Авторское свидетельство СССР N 648010, кл. H 02 K 44/08, 1977. Магнитогидродинамические генераторы открытого цикла. Пер. с английского. /Под ред. В. П. Матулевича, М. : Мир, 1972, с. 629.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕРЫВАНИЯ ТОКОВ СЕКЦИОНИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ МГД-ГЕНЕРАТОРА, содержащее нагрузку для подключения между электродами анодной и катодной групп МГДГ и последовательные конденсаторы для подключения анодной группы электродов к положительному полюсу нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и снижения потерь мощности в нем, оно дополнительно снабжено двумя группами тиристоров по 2n тиристоров в каждой, где n - половина электродов анодной группы, разделительным конденсатором, конденсаторами связи, автономным устройством управления тиристорами и второй нагрузкой, причем обе нагрузки выполнены в виде ведомых сетью инверторов, тиристоры в каждой группе соединены попарно последовательно, катоды n тиристоров каждой группы, не соединенные с анодами тиристоров той же группы, связаны между собой через разделительный конденсатор и подключены к положительным полюсам соответствующих нагрузок, катоды других n тиристоров каждой группы подключены к анодной группе электродов, в которой соседние электроды объединены с помощью конденсаторов связи, а каждые две из трех соседних точек попарного соединения тиристоров обеих групп соединены через последовательные конденсаторы, образующие соединения в виде треугольников, а автономное устройство управления подключено к управляющим электродам тиристоров обеих групп.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3