Реверсивный преобразователь для питания гальванических ванн

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1щ 660!75

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.02.76 (21) 2322887/24-07 (51) И. К..-"

Н 02М 9/06 с присоединением заявки ЛЪ ло делам изобретений (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень М 16 (53) УДК 621.314.632 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.79

172) Авторы изобретения

В. А. Музыкин и И. Ф. Василюк

Днепропетровский институт инженеров железнодорожного транспорта им. М, И. Калинина (71) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПИТАНИЯ

ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН

Государственный комитет

i приоритет

Изобретение относится к области статических преобразователей электрической энергии, а точнее — к выпрямительным установкам, и может быть использовано для питания различных электротехнических установок, требующих мягкую внешнюю характеристику преобразователя, например гальванических ванн, дуговых печей и, кроме того, может быть использовано в качестве выпрямительного сварочного агрегата, Известны преобразователи для гальванических ванн, которые обеспечивают регулировку и реверсирование тока, протекающего через ванну (1), (2). У этих преобразователей имеется силовой трансформатор с большим коэффициентом связи вторичных обмоток с первичными, схема управления и группы тиристоров, предназначенные для регулирования и реверсирования тока ванны.

Из известных преобразователей наиболее близким по технической сущности является реверсивный преобразователь для питания гальванических ванн, содержащий трехстержневой трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к источнику переменного напряжения, и вторичными обмотками, подключенными к блоку встречпо-включенных тирпсторов, и блок управления (2).

В этом преобразователе внешняя характеристика является жесткой. Известно, что преобразователи для гальванических ванн должны обеспечивать большие токи при низком напряжении на нагрузке.

Напряжение на нагрузке соизмеримо с падением напряжения на трансформаторах.

10 Поэтому в преобразователе с жесткой характеристикой и выполненном на низкое напряжение, например 2 — 3 вольта, будет затруднена коммутация тиристоров и их параллельная работа. При более высоком вы15 ходном напряжении преобразователя для многих типов ванн (например, цинкования, кадмпрования, меднения и т. д.) необходимо последовательно включать активное гасящее сопротивление, что искусственно

20 смягчает внешнюю характеристику, но приводит к большим потерям электрической энергии. Прп коротких замыканиях (КЗ) в ванне, которые на практике встречаются довольно часто, через силовые тиристоры

25 будут протекать большие токи КЗ, что требует обязательно иметь в преобразователе быстродействующую и надежную защиту от

КЗ. Следует отметить, что большие токи (достигающие токов КЗ) в силовой цепи

30 могут возникнуть и при реверсировании TQ1)!)0175

КЫ, ТЯК Кс?К Бclнll« 06. Iс?ДсlсТ 60. I! ШО(1 ЭК«И13

Целью изобретения является обеспечение м5!ГКОЙ Внешней KBpBKTcpffcT(IKff ilpc06p;130ватсля, равномерного распределения токов между тпрпсторами, уменьшение скорости

HBP2CTBHH5I HBlIPHiKPH!lS1 1t2 ЗЯКРЫ(ЫХ l ИРИсторях, уменьшение внешш!х иотоког, рысСЕЯНИЯ И ОГРЯНИЧ(".НИС ТОКО(3 КОРО l ÊOÃÎ iilмыкания и иовышшпгя 1(П(), Постявлсиняя цсл ь достll l ;1(ГГсH T(.< 1> I Г()

Б РСБСРСИВНОМ ПР(. ООРЯЗО»ЯТ(i(»,IH И!! Гcl

Hll51 ГЯЛЫ32НИЧССКИХ В IHH, (.ОД(Pil,i!llICvt трсхстержнс»ОЙ Iрянсформя1ор с (lср«)(чHOH ОбMOTKO?1) НО»К..IIOHC.HHOlf к li(kочиик3 переменного напря>кения, и «1ори шы.,(и обмотками, подключенными к блоку встречIIО-ВKЛ ЮЧСIII! ЫХ ТИР ИСТОР013 И ОЛОК, !(PЫ БГIС»fist, i p2kfcg0pMBTop снабжен (icl btp»Msf IETOричными обмотками, одни концы которых

Объединсны и их Общ251 ГочKB иодел!Оч(. .Hсl

К ОДНОМУ ИЗ ВЫХОДНЫХ ВЫБОД013, сl КЫЖД1>IЙ

ИЗ ДРУГИ . KGHU013 ПОДКЛЮ IЕН K СООТ13сl Сl БЫ(ОЩСМУ 1(2ТО») (3С РСс! I(0 — »к ll0 IСI(f! ЫХ 1 (!РИСТОРОВ, ЫНОДЬ(ECOTOPЫХ ООЪ(. ДИНСНЫ И Il <;

Оби(BH TO IKB IIO»f(110(!Сна KO Второму»Ь!Хо»IIO.

Р BCIIO;I(! ilCCHcl II Я Цеll !Ра, Ibf! 0. (1 СТ(. РЖИ С трансформатора, вторичные — разделены

Н 2 Д В P H 2 Р Ы, К Я Ж Д Я и И 3 К OT О Р Ь(Х Р Я С И 0 Г(О?KPHB ИЯ СООТВЕТСТ(3У(0!Ц?(Х Дв (Y Я РМ сlХ трансформатора, охвачс об!Цим м(иНИТНЫМ Ш <РНТОМ, И:>(ЕЮ!ЦИМ ВОЗ»СIIIIE,çfп 32—

:i0p с торцом централь!И)го cT(р к:!я.

На фиг. 1 изобра>кена схема ирссбразоВсlТСЛя; H B фИГ. 2 — — ВрсЫСННЫС дн сп р!) с! М М Ы

ТОКОБ И НЯИРЯЖСНИЙ liPH ПРОТСКЯИИИ IIPSJ!tOго тока через гальваническую Вынну; Hii фиг, 3 — TO >KC, »,IH 00pil гного IÎIC(i.

Первичная обмотка силн«ого рс!Ис())орМ ЯTОP cl 1 РЯС!!ОЛ 0 >к(. Н ñl 112 Ц(I IÒP;.IЛ Ь1 IO М стержне. На ярма.; расположены (!..тырс вторичных обмотки 2, 3, 4 и 5. Ярма, на которых располо>ксны обмотки 2 и 3 ох«ачсны обн?и>! Магнитным шунтом 6, а ярма, на

КOTOpbfY расположены обмотки 4 и 5, (>х»2 !СНЫ м ЯГH?(THBIM Ш "<)Н 1 Ом 7, МЯ ГНИ 1 НЫС IIIVIITbl 6 и 7 имCIOT ВОЗД (lпи Ьl(. Зc!30pbl ТОЛЬl> О

С 10)) tiki t(t t t ЦСИТР((с! ЬИОГО I с!) Жl! и (fi!! t(t(. 1 ричиыс тиристоры 8, 9, 10 и 11 катодами подкл(ос(сны ка>кдый к своей обх(0 кс, с0ответственно к 4, 5, 3 и 2, à àíîдыми — — к выходному выводу, к которо vl)(подсоединен катод гальванической ванны 12. Про(ивоположные концы обмоток 2- 5 об.ьединсНЫ И ПОДКЛIО IСНЫ К ДР>>)ГОМУ ВЫХОДНОМ )Р БЫ

f3O»)), IC КОТОРО(>()Р НО»СОР»ННРН

12. Полярность подключения обмоток 2 — 5 взята такой, что обмотка 2 параллельно работает с обмоткой 3, а обмотка 4 — с обмоткой 5. Управляющие электроды и катоды симметричных тиристоров 8 — 11 подключены к выходным трансформаторам блока управления 13.

l1))(Ооразо» I С,ll> рыб)) "ыс Г 11(,I(il() Ц(!,I обр ызом.

>),f(! K 1 )",Ир(3 ti,t«tiltÿ «Ьlра ос! )!)I!32(! И .(! пульсь) 14 и 15, которые поступают HB уиРсlв:(ЯIОЩИС Э,!Е(ТРÎДЫ TIIPIICTОРОВ. )с)ЫИУ;11>— сы 14 Одно»рс (I cl(но U Гi;pыl3c!10 1 1 (iристОры

8 ll (), а ll. ll !)сы i:> .)при«горы ) 0 и 11.

1> 32(3(ICIJ)IJOC1И 01 pt .CJ ОЛОЖС!)и)! ЭТИХ и >111 ;1 ь с 0 Б 110 О 1 н 0 ш с и и 10 K K p и 13 o Й 1 6 н ы и р st— жсиия сети сим;(с(р!!Чио èðtfc t Oðû 6,,1(Г

О!K f) Ыii сlтЬС5l, Ilбо 1 О, I >KО !3 . l f) 51)(ОЫ Н cl I IP ñ! Б— 1(«till 1И60 — — «(!6)! i!" (Ом 11 ) fl >"с) (! (Ср 3

1 БРИ 1(!Pl)l (!i .. «ойгiii Г«1 »illllo ()), .Eh T Hf)0I(к (1(ТОКИ 17 H 1(),, !0))(3 Гllpfl) 1()!)1>i 10 ll

1 1 I 0! II 1 9 и 20. (Гl (<(, I (l! (1«! lt! l, IT(О ы (f ll литуд(i )1(!! Шпного I() Ок:! Il центры, ьном

С Т «Р Ж Н С l l P И Б КЛ Ю i (. H H bl l !3 Ы и;1 10 С И И Ь(. 1 1! P И С 1 О Р 2 Х 13 1(C l I 51 (ГГ ) sl Н С 3 ! сl Ч 1 П СГ! Ь Н О. )1 2 Г—

IlИТНЬ(й Ио ГО К, ИСХОД5IЩИЙ Из ЦСПТР cl, 1ЬНОГО

С! С)»КНЯ !!РИ 01 К;110! 00!(OTK! 2 ?f 3. OT13« t «. ICJIÈC «! О Ис! М,(: !(И I ИЫ)! И(у H l. 6> д(! Н(ЗНЯ ЧИ(СЛ ЬЧЫ(1.

5 llри Включенных жс- CEI))tfcTOJ)2., 10 и 11

ЧаСП МЫГНИ!!(0(О ЮIOKci ЦситРЫЛЬНОГО СтСРжня (срсз Боздушиы Й 3230р OTB(òl3и! ся на м с!Гиитиы Й ш > (и 6.. )О 15! 1;Отокы, 01 B(. .! Б. Iяluiitci0cst иы !i2(iritrklbtjt шу(п 6, бу»с! Oupi30 ДСЛ5!(ЬСЯ ЕсlК БСЛИ IИНОй 3ЯЗОР 2,:((>КД, Ш (Нт,>3! И ЦентРЯ.II>ИЫМ (т«Р?!(!IС!I, TBK Il COllPOти»лснием нагрузки. Таким образом, блаl ОдырЯ !IBI tlllтиым ill) H I ам 6 и (> ) мсиьшыСТСЯ МЯГНИ 1 ИЫЯ СВЯЗЬ 13TOP« l«blX ООМОТОК

:й 2- О с пер«ичной обмоткой и )Б«л(i i«»210TС51 ИХ ИН», КТИ »НОСТИ р с! CC«51«115), 6.12ГОд2р я !(.<((! (Р 11 ООССИЕ 111(3<.(. 1 С51 Б!!СШ!!ЯЯ Х2РЯКТСP liС ГИ 1:.2 !!pc(!áp 2 30)3(! T(, is!. 112,1 ИЧИС В Б() н 12Х

:3 ci30P013 ГОЛ ЬЕО С ГО f) Цci Ì Jl ЦС1IТP 2. ЬНОГО

)(t) (.ТCP ?t(HH II (Р l Р У!(ГIÇJI(! ИХ C ООКОБЫМ И С1 (.PiKИЯ М И C) И,«C t l3«II«0 (),! (Jl l Ill ii(Г Бп(. (И И И С IlOTOK И J) ЯСCPH ll ll5!, ll НО!1 КЫ Рис(( и кожух lip(061)230lici I (, IH Кро>р!(ГОГО, Il pit

, Ktt Sit Elf(0!(J3i>lilt(: р ЯСИОЛО?КСEtltlt 06;(tOTOK и

45 м ЯГнитньl; ш (нтов с (lll,ññòÂñíHO сиижаетсЯ

C IC O P O C T b H cl Р 2 С Т 2 И И и H 2 i I P 53 iK C f f H Sl Н 2 3 Я К Р ЫТЫ Y THPIIC ÃOP ВУ> ВЫЗВ2ННЯ Я ВК:1(0 l(.НИЕ>М (OTключсиисм) работающих в противофазе тиJ) !i«!(!p0l3 ) ll (i f1 pit Ы (>р > II сl Tiff) lf CT() f) 2 Y 8> Il 9

50 при «клк)чсии(! тиристоро» 10 и 11).

1 2313« Г!3. ic E!Jic (1 отоl ы ц(. итР(!Г11>1!ОГО стсРжН5! НЯ 11(п 01 .и В сгсржи!! HBpci л:!(..Iьно рябо Гсl(ОИ(ИХ 061(«)ТОК 2 il 3 (Я TBKiKC 4 ft 5) И

ИРИМСНСИИС ДЛ51 К<1 ЖДОI 0 TIIPllCTOP2) CBOC .Ii

55 Об)(ОТКИ llpli«OДИ Г К ЯБ 1 Омс(ТИЧССКОМу БЫравииванию токов «иарал felt»io работа!ощих 1»p»ciop2 Y 10 и 11 (,8 и 9) .

Применение Б преобразователе силового трансформатора с раздельными вторичными ()О обмотка (ill ll M2! illl Itf>IMEJ шуптаыи пози)ляст получить мягкую внешнюю характеристику, исобходиму(0 3„)fsf повышения КПД системы «прсобразоватс.)!! — !?анна», обеспсчи»ает параллель«уlo работу Иристоров.

l;5 существенно olðà»í÷èâà«ò токи короткого

660175

o û фиг 1 замыкания в аварийных ре?кимах, упрощает конструкцию силовой части преобразователя, сокращает потребляемую энергию, так как внутреннее сопротивление преобразователя по отношению к питающей сети носит индуктивный характер.

Формула изобретения

Реверсивный преобразователь для питания гальванических ванн, содержащий трехстержнсвой трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к источнику переменного напряжения, и вторичными обмотками, подключенными к блоку встре1нoвключенных тиристоров, и бло1; управления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения мягкой внешней характеристики, равномерного распределения токов между тиристорами, уменьшения скорости нарастания напряжения на закрытых тиристорах, уменьшения внешних потоков рассеяния, ограничения токов короткого замыкания и повышения КПД, трансформатор снабжен четырьмя вторичными обмотками, одни концы которых ооъсдннсны и их Общая точка нодключсна к одном" из выходных выводов, а каждый из других концов подключен к соответствующему катоду

5 встречно-включенных тирпсторов, аноды которых объединены, и их общая точка нодклк?чена ко второму выходному выводу, причем первичная обмотка расположена на центральном стержне трансформатора, 10 вторичныс — разделены на две пары, каждая нз xolop»Ix расположена на соответствующих двух ярмах трансформатора, охваченных общим магнитным ц1унтом, имеюн111м ВОЗД ц1 н hl Й з113ОР с ТоР110 м Ц(и ТР11.1 ь15 ного стс1)?кня.

Источники информации, принятые I o вн1.мание прп экспсртизс

1. Авторское свидетельство СССР № 343259, кл. G 05F 1.22, 1973.

20 2. Куликов А. А, и др. Реверснвный тиристорный преобразователь для гальванических покрытий электровозных и тепловозных деталей методом реверсивного тока. Труды,дИИТа, вып. 136, с. 180 — 187, ?5 1972.

660175

1 ф

Ьуе,еВg k

Ф7е 7уз!! ( гВ

1 !

Фиг 2

Ice;nи

//у/гр В,У

Фиг В

Составитель Л. Устинкина

Корректоры: P. Беркович и Е. Хмелева

Редактор Б. Герцен

Типография, ир. Сапунова, 2

Заказ 693!1 Изд. ¹ 277 Тираж 865 Полписиос

1!ПО ГOr. ógtttðñòíснного комитета СССР tIO делам изобретений It открытий

113035, Москва, уК-35. Раушская иаб.. д. 4/5