Источник питания электродуговой установки

 

Изобретение относится к электроте нике. Цель изобретения - повышение энергетических характеристик путем расширения диапазона регулирования Источник питания характеризуется семейством внешних характеристик, которые позволяют обеспечить постоянство потребляемой мощности на нагрузке при ее изменении а гакже регулировать ток и напряжение в широком диапазоне 2 ил.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС1 ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4797535/07 (22) 28,02.90 (46) 07.12.91. Бюл, ¹ 45 (71) Коммунарский горно- металлургический институт (72) В,Г.Дрючин, В.И,Жиляков и И.А.Коцемир (53) 621.365.22 (088.8) (56) Милях А.Н„Волков И.В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостного преобразователя, — Киев; Наукова думка, 1974, с. 189, рис, 130.

Авторское свидетельство СССР

¹ 4508883, кл. Н 05 В 7/18. 1989.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для питания электрической энергией установок для плазменного нагрева и других электродуговых потребителей, Целью изобретения является повышение энергетических характеристик путем расширения диапазона регулирования.

На фиг. 1 приведена блок-схема источника; на фиг, 2 — внешние характеристики.

Источник питания содержит трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь 1, состоящий иэ трех конденсаторов 2 и трех дросселей, каждый из которых содер, жит три обмотки (3 — 5), При этом вторая обмотка 4 содержит меньшее число витков, нежели третья 5. Первая обмотка 3 каждого дросселя соединена последовательно с одним из конденсаторов 2 и эти цепочки соединены в треугольник, вершины которого являются входами источника, Вторые обмотки 4 дросселей соединены в звезду и ее выходы соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя б, каждый анодный

„„SU „„1697284 Al (з!)з Н 05 В 7/18, 7/144, 6 05 F 3/06 (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ З.ПБКТРОДУГОВОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к электроте нике. Цель изобретения — повышение энергетических характеристик путем расширения диапазона регулирования, Источник питания характеризуется семейством внешних характеристик, которые позволяют обеспечить постоянство потребляемой мощности на нагрузке при ее изменении, а также регулировать ток и напряжение в широком диапазоне. 2 ил, вентиль которого зашунтирован включенным встречно ему тиристором 7. 1 ретьи обмотки 5 дросселей также объединены в

Звезду и ее выходы соединены с входами управляемого трехфазного мостового выпрямителя 8. Одноименные выходы выпрямителей б и 8 объединены и предназначены

:1 для подключения к нагрузке 9. Источник содержит также коммутатор 10, вход которого соединен с выходом блока 11 управления, а каждый из трех выходов — с одним из узлов соединения первой обмотки 3 дросселя и конденсатора 2. Три вторых выхода блока 1 управления соединены с управляющими входами тиристоров 7, а шесть третьих выходов — с управляющими входами тиристоров управляемого выпрямителя 8. Три входа блока 11 управления соединены с тремя выходами блока 12 задания, Блок 11 управления содержит системы

13-15 импульсно-фазового управления, ключевые элементы 16 и 17 и инвертор 18.

Источник питания работает следующим образом.

В исходном состоянии с блока 12 задания поступает сигнал Uy =- 0 и сигналы U><, U p на входы ключевых элементов 16 и 17. которые соответствуют al — — 0 (угол регулирования упранляемагО Выгlрямителя 8) и

О .;= 0 (угол регулирования тир,лсторов 7), Нулевой сигнал на входе блока 13 обеспечиваоТ разомкнутое состояние коммутатора 10, г роме того, нулевой си-нал управления, поступающий на управля1ощий вход ключеного элемента 16, обеспечивает его разомкнутое состояние и U,31 на нход систем1-. 14 импульсно-фазовогс управления не поступает. Это обеспечивает закрытое состояние вентилей управляемого ныпрямителя 8, Т,B, разомкнутое cocòoÿè448 Обмоток

5. На управля1ощий вход кл ачевого элемента 17 при э.гом поступает единичный сигнал (благодаря наличию инверсного элемента

18). что обеспечивает подачу системой 15 импульсно-фазового управг ения управляюWl1x им пуп ьсон Ha Tape!BTopbi 7 (az = О), т.е. обмотки 4 закорочены и индуKTMBHQ-импульсный преобразователь 1 работает в режиме короткого замыкан,1я. Нагрузка 9 обесточена, Если 42 изменить, то изменится угол регулирования тиристорон 7 и по нагрузке 9 будет протекать ток

=-!о(1--сов a;), где lo =- максимальное значение выпрямленного ока н нагрузке, определяемое сооТ! шением числа витков обмотки 3 и обмотки 4 дро "селя индуктивно-емкостного преэбразонателя 1.

При подаче с блока 12 задания Ul> =- 1 (услонная единица) системе 13 импульснофазовога управления обеспечивает замкнуroB состояние коммутатора 10 и одновременное замыкание ключевого элемента 16 и размыкание кл1очевого элемента 17. Замыкание коммутатора 10 приведет к тому, что обмотки 3 дросселей индуктинно-емкостного преобразователя 1 соединяются "звездой" и шунтируютс я конденсаторами 2. Такое соединение обес печинает то, что драссег1и и дуктинно-емк зстного преобразователя работают как трансформаторы напряжения, определяемые соотношение их числом витков. Так как ключ 16 замкнут, то U,1 (соответствующее el= О) поступает на систему 14 импульсно-фазового управления и с последней поступают уп равля ющие им пул ьсы на управляемые вентиг.и выпрямителя 8. Зто обеспечивает подачу на нагрузку 9 выпрямленного напряжения Uo. величина которого определяется соотношением числа витков обмотки 3 и обмотки 5 дросселя. Если 41 изменять, что будет изменяться угол регулирования а1, управляемыx вентилей выпрямителя 8, и на нагрузке 9 будет напряжение

0 = Uocos а1. При этом ключ 17 разомкнут или на систему 15 импульсно-фазового управления не поступает сигнал U>z, что обес5 печивает закрытое состояние тиристоров 7, ((роме того, так как обмотки 4 дросселей индуктивно-емкостного преобразователя 1 характеризуются малым числом витков по сравнению с обмотками 5, то напряжение

10 на них меньше, чем на обмотках 5. Поэтому вентили выпрямителя 6 подперты выпрямленным напряжением выпрямителя 8 (до напряжения 0 =- Uocosa<, при котором выпрямленное напряжение на выходе вы15 прямителя 6 станет больше напряжения на

55 выходе выпрямителя 8) и в основном напряжение на нагрузке будет определяться напряжением на выходе выпрямителя 8, Если с блока задания поступает сигнал управления U> н виде широтно-импульсного сигнала, который характеризуется относительной продолжительностью у{условная единица на входе), то в течение э ого интервала времени к нагоузке 9 подключен источник напряжения, а в течение второго интервала времени (относительная продолжительность (1- у) к нагрузке 9 подключен источник тока. При этом внешняя характеристика источника питания характеризуется следующими выражениями;

U*=ycos а1 +(1 — у)(1 — cos а2) R„ ;(1)

I* = — + (1 — y ) (1 — cos а2 ) . (2) где U = — — относительное среднее на*

Uo пряжение в нагрузке: !

I* =- — — относительный средний ток в

Io нагрузке, Rv Io

Rp* =, -- относительное сопратив0о . ление нагрузки.

Согласно (1) и (2) для различных у, а1, а2 приведены на фиг. 2 внешние характеристики источника питания, Таким образом, источник питания характеризуется семейством внешних характеристик, которые позволяют обеспечить постоянство потребляемой мощности и постоянство мощности на нагрузке при ее изменении, а также регулировать ток и напряжение на нагрузке не только в областях0* «1и1" » 1;U*» ; и11+« ",нои в области U*» 1 и I*» 1, что существенно расширяет функциональные возможности источника питания в целом, Формула изобретения

Источник питания электродугавой установки, содержащий трехфазный индуктив1697284 но-емкостный преобразователь, состоящий из трех конденсаторов и трех дросселей, каждый из которых содержит две обмотки, причем первая обмотка каждого дросселя соединена последовательно с одним из конденсаторов и эти последовательные цепочки соединены в треугольник, вершины которого являются входами источника, вторые обмотки дросселей соединены в звезду и их свободные выводы, являющиеся тремя первыми выходами преобразователя, соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя, выходы которого предназнзчены для подключения к нагрузке. коммутатор, вход которого соединен с первым выходом блока управления, а каждый из трех выходов — с узлом соединения конденсатора и первой обмоткой дросселей каждой последовательной цепочки индуктивно-емкостного преобразователя, первый вход блока управления соединен с первым выходом блока задания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения энергетических характеристик путем расширения диапазона регулирования, он до полнительно содержиг управляемый трехфазный мостовои выпрямитель и три тиристора, дроссел ь инду ктив но-ем кос гH0

5 го преобразователя снабжен третьей обмоткой, число витков которой больше числа витков второй обмотки, третьи обмотки соединены в звезду, свободные выводы которой, являющиеся вторыми тремя выходами

10 преобразователя, соединены с входами управляемого трехфазного мостового выпрямителя, выходы которого соединены согласно с выходами трехфазного мостового выпрямителя, каждый вентиль анодной

15 группы которого зашунтирован встречновключенным тиристором. управляющий вход которого соединен с одним из трех вторых выходов блока управления, каждый из шести третьих выходов которого соеди20 нен с одним из управляющих входов тиристоров управляемого выпрямителя, второй и третий входы блока управления соединены с вторым и третьим выходами блока задания. 7R

1Ь!1 84

Составитель F.. Косарев

Текред M,Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор Г. Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина„101

:Заказ 4317 Тираж Подписное

ВНИИПИ! осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5