Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Использование: в преобразовательных устройствах заданной нагрузки с переменным сопротивлением и большими токами, предпочтительно для питания дуговых печей . Изобретение позволяет повысить надежность работы, конструктивно упростить и улучшить массо-габаритные и энергетические показатели преобразователя. Сущность изобретения: устройство состоит из силового трансформатора с двухпарными вторичными обмотками и соответственно двух комплектов из силовых вентилей (транзисторов или тиристоров), при этом обмотки соединены последовательно с вентилем, включены по два комплекта параллельно в каждой группе, а группы соединены по схеме звезда - обратная звезда через уравнительный реактор, средний вывод которого подключен к одному полюсу нагрузки, а с точкой соединения выводов противоположной полярности групп соединен второй полюс нагрузки и одни из параллельно включенных обмоток в группы соединены с катодами соответствующего комплекта, силовых вентилей и к общим точкам соединения соответствующих фаз подключены катодами по три из дополнительно введенных вентилей, аноды которых подключены соответственно к точкам соединения анодов второго комплекта силовых вентилей с другими из параллельно включенных вторичных обмоток. Исполь.зование дополнительных вентилей и их соответствующее соединение с элементами устройства обеспечивает упрощение устройства, повышение его быстродействия при переключении вторичных обмоток трансформатора с параллельного на последовательное течение тока без изменения загрузки обмоток, причем за счет обеспечения этого переключения на стороне низкого напряжения повышается надежность работы устройства . 1 ил. со С О СП СЛ Ы NI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 M 7

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4923217/07 (22) 29.03.91 (46) 30.03.93. Бюл, М 12 (71) Запорожское производственное объединение "Преобразователь" (72) Ю.Ф.Кулькин, Ю.И.Гричина и В.П.Крутой (56) Чиженко И.М. Справочник по преобразовательной технике. Киев, Техника, 1978, с.

52, рис, 2.17., Там же, с, 406, рис. 8.32б, (56) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

: ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование: в преобразовательных устройствах заданной нагрузки с переменным сопротивлением и большими токами, предпочтительно для питания дуговых печей. Изобретение позволяет повысить надежность работы, конструктивно упростить и улучшить массо-габаритные и энергетические показатели преобразователя. Сущность изобретения: устройство состоит из силового трансформатора с двухпарными вторичными обмотками и соответственно двух комплектов из силовых вентилей(транзисторов или тиристоров), при этом обмотки соединены последовательно с вентилем, Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в преобразовательных устройствах заданной нагрузки с переменным сопротивлением и большими токами, предпочтительно для питания дуговых печей, Цель изобретения — повышение надежности, конструктивное упрощение регули, руемого преобразователя, улучшение его ав . Юiï> 1805537 А1 включены по два комплекта параллельно в каждой группе, а группы соединены по схеме звезда — обратная звезда через уравнительный реактор, средний вывод которого подключен к одному полюсу нагрузки, а с точкой соединения выводов противоположной полярности групп соединен второй полюс нагрузки и одни из параллельно включейных обмоток в группы соединены с катодами соответствующего комплекта, силовых вентилей и к общим точкам соединения соответствующих фаз подключены катодами по три из дополнительно введенных вентилей, аноды которых подключены соответственно к точкам соединения анодов второго комплекта силовых вентилей с другими из параллельно включенных вторичных обмоток, Использование дополнительных вентилей и их соответствующее соединение с элементами устройства обеспечивает упрощение устройства, повышение его быстродействия при переключении вторичных обмоток трансформатора с параллельного на последовательное течение тока без изменения загрузки обмоток, причем за счет обеспечения этого переключения на стороне низкого напряжения повышается надежность работы устройства, 1 ил. массо-габаритных и энергетических показателей при заданной установленной мощности нагрузки.

На чертеже показана принципиальная схема и редложен ного и реобразователя.

Преобразователь является регулируемым и содержит силовой трансформатор, первичная трехфазная обмотка 1 (фазы .

А,В,С) которого подключены к сети переменного тока. две пары вторичных обмоток

1805537

2 и 3 (фазы а,б,с) и 4 и 5 (фазы а,a.c) и соответственно два комплекта по три сило-.. вых вентиля 6— - 8, 9-11 и 12 — 14, 15 — 17. В качестве силовых вентилей используются тиристоры. или транзисторы, Вторичная об- 5 мотка 3 включена последовательно с вентилями 9 — 11, прич ем начала фаз (а,б,с) обмотки соединены с катодами вентилей 91.1 и совместно образуют замыкающий комплект первой группы с параллельно "0 подключенным с объединенными выводами по схеме звезда — вторым комплектом, со-. стоящим из вторичной обмотки 2, соединен:. ной последовательно концами фаз (а,б,с) с анодами вентилей 6-8. Вторая группа соединения по схеме. обратная звезда состоит покомплектно из вторичной обмотки 5, включенной последовательно концами фаэ (а,в,с) с катодами вентилей 12 — 14 и параллельно включенного комплекта вторичной 20 обмотки 4 началами фаз (a,в,c) соединенной с анодами вентилей 15-17. Одни из выводов обеих групп соединены через уравнительный реактор 24, средний вывод которого подключен к одному полюсу нагрузки 25, а 25 с точкой объединения выводов противоположной полярности групп с; единен второй полюс нагрузки 25. К общим точкам пофазного соединения в каждой иэ групп катодов вентилей, 9-11 в первой и 12-14 во второй 30 с соответствующими обмотками подключены катодами дополнительно введенные вентили по три в комплекте соответственно

18-20 и 21-23, аноды каждого из комплектов которых соответственно подключены к 35 общим точкам соединения анодов вентилей

6-8 в первой из групп и 15-16 во второй. В варианте исполнения (не показан) полярность цофазного подключения всех упомя- нутых комплектов вентилей может 40 изменяться на противоположную, что не влияет на работу преобразователя, а изменяет лишь полярность напряжения на нагрузке, т.е. меняется ее подключение на противоположное. 46

Преобразователь работает следующим образом, В начальный момент подается напряжение сети на первичную обмотку 1 трансформатора, и затем включаются тиристоры в 50 последовательности 18,23,19,21,20,22, что обеспечивает протекание тока по фазам вторичных обмоток (2 и 3), а также 4 и 5.

К нагрузке 25 прикладывается напряже- 55 ние, равное сумме напряжений фаз обмоток

2 и 3, а также обмоток 4 и 5, т.е. двойное напряжение. Мощность, выделяемая в нагрузке 25, определяется так; — 20н 40н 0н

4 н 4йн . Ян где UH — выпрямленное напряжение на нагрузке при работе только двух из вторичных обмоток 2 и 4;

Вн — сопротивление нагрузки в расплавленном состоянии шихты.

После того, как шихта расплавилась, со- . противление нагрузки 25 уменьшается до 4 раз. По команде систему управления и регулирования импульсы с тиристоров 18 — 20 и

21-23 снимаются и через выдержку времени (около 10-15 с) подают импульсы на тиристоры 9-11, 6-8, 15-17, 1.2-14, Импульсы одновременно подают на тиристоры 9 и 6, 10 и 7, 11 и 8, 15 и 12; 16 и 13, 17 и t4, что обеспечивает их одновременно включение и параллельную работу. Фазировка импульсов производится таким образом,. чтобы обеспечить чередование фаз питающего напряжения аналогично. описанному выше, т.е. а-с — в-а — с-в! В этом случае мощность, выделяемая в нагрузке 2 определяется как

Р.= -(- " . (2)

Таким образом из приведенных выражений (1) и (2) следует, что мощность в на= грузке 25 выделяется неизменная, а ток, протекающий по нагрузке 25, в первом слу-. чае определяется как

20н 10н

11 — =—

4 н 2 н а во втором

Ь вЂ” ", т,е. ток в два раза больше, чем в

0н . пн первом. Однако загрузка всех обмоток трансформатора останется неизменной, так как в первом случае все вторичные обмотки трансформатора включены последовательно, а во втором — параллельно.

Все вентили как в первом случае уйравления преобразователя, так и во втором отпираются с углом управленйя, близком к нулю (а ==О), сто позволяет получить коэффициент мощности преобразователя, равнозначный прототипу.

Преобразователь обладает следующими преимуществами перед прототипом: повышается надежность работы преобразователя при одновременной компактности его исполнения, за счет переключения его вторичных обмоток, т,е. на стороне относительно низкого напряжения, что исключает токовые броски при переключении; повышается КПД преобразователя за счет уменьшения в 2 раза устанавливаемой мощности при равной заданной нагрузке; снижается вес. и габариты за счет

1805537 обеспечения неизменной загрузки обмоток и быстродействия переключения их с параллельного на последовательное течение тока.

Описаннц|е технические преимущества направлены на снижение стоимости преобразователя, Составитель Л.Устинкина

Техред М.Моргентал л

Корректор H. Кешеля

Редактор

Заказ 946 Тираж - - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССР

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

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

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с первичной обмоткой, соединенной с входными выводамилля подключения трехфазной питающей сети, и двупарными трехфазными вторичными обмотками, а также силовые вентили, причем каждая из двухпарных вторичных обмоток соединена последовательно с соответствующими .вентилями, образуя два параллельно соединенных комплекта в группе, а группы соединены по схемам звезда — обратная звезда через уравнительный реактор, средний вывод которого образует один из выходных выводов для подключения нагрузки, а другой выходной вывод об5 разован общей точкой соединения выводов . противоположной полярности групп, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, конструктивного упрощения и улучшения массо-габаритных и энергетиче10 ских показателей, в каждой груйпе вторичные обмотки относительно одно другой соединены с разноименными электродами вентилей соответствующих комплектов и в каждую группу дополнитЕльно введено rio

15 три вентиля, каждый из которых катодом подключен к общей точке соединения соответствующей фазы одной вторичной обмот. ки с катодом вентиля одного комплекта, а анодом — к общей точке соединения той же

20 фазы другой вторичной обмотки с анодом вентиля другого комплекта.