Преобразовательное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рес убли (п)983839

{61) Дополнительное к авт. свнд-ву (53)N. Кл.

H 0l L 25/02

{22) Заявлено 16. 03. 81 {21) 326170тт/2тт-07 с присоепнненнем заявки М

{23) П риоритет тоеуаарстмииый коиитет

СССР ио делан изобретений и открытий

Опубликовано 23. 12. 82. Бюллетень 1те 47

Дата опубликования описания23. 12.82 (53) УДК 621.314..632(088.8) {72) Авторы изобретения

Г. В. Ковалев и Г. Б. Фридман

Всесоюзный научно-исследовательский проектно-...конструкторский технологический институт силовых полупроводниковых устройств .

"ВНИИпреобразовательн

{71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использова-: но в мощных преобразователях с жидкостным охлаждением; например, для питания электропривода.

Известен мощный полупроводниковый .блок с жидкостным охлаждением, с параллельным соединением вентилей, установленных на групповых охладителях, "0 которые являются шинами переменного и постоянного тока. Каждый блок содержит одну шину. переменного тока и две шины постоянного тока разной полярности, образующие два плеча трехфазной мостовой схемы. Преобразователь содержит три таких блока, однополярные шины которых соединены между собой объединительными шинами (1 1.

Недостатком известного устройства

20 является наличие воздушных изоляционных промежутков между шинами одного потенциала, что увеличивает площадь, занимаемую преобразователем, и нескомпенсированность магнитных полей от токов, протекающих по объединительным шинам.

Наиболее близким к изобретению является выпрямительный блок, который представляет собой пакет, состоящий из разделенных изоляционными перегородками шести чередующихся шин постоянного и переменного тока с установленными на них полупроводниковыми приборами и предохранителями, образующими три плеча. Шины постоянного тока имеют одну полярность и соединены между собой объединительной шиной (2 3.

Недостатком этого устройства является то, что при росте единичной мощности полупроводниковых приборов уве" личиваются их габариты. При этом увеличивается ширина шин, межцентровые расстояния между ними, а следовательно, и площадь, занимаемая шкафом. Кроме того, при подключении токоподводов

3 98383 с одной стороны пакета шин увеличение межцентровых расстояний между шинами одного плеча приводит к ухудшению компенсации электромагнитных полей и, соответственно, к ухудшению токораспре- - деления, Токи, протекающие по объединительной шине, также возбуждают нескомпенсированные магнитные поля.

Целью изобретения является уменьшение производственной площади, занима- iO .емой преобразовательным устройством, при одновременном улучшении компенсации электромагнитных полей.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательном устройстве, е выполненном в виде пакета разделенных изоляционными, пере городками чередующихся водоохлаждаемых шин переменного и постоянного тока с установленными на них полупроводниковыми приборами, образующими три плеча трехфазной схемы одной полярности, и объединительной шины, средняя шина переменного тока и шины,гюстоянного тока выполнены удлиненными, полупроводникбвые при-gg боры одного плеча трехфазной схемы установлены на удлиненных шинах постоянного тока и электрически соединены с удлиненной средней шиной перемен ного тока для образования плеча, а ф полупроводниковые приборы двух других плеч установлены на крайних шинах переменного тока, причем шины постоянного тока являются одновременно объединительными шинами.

Кроме того, часть полупроводниковых приборов каждого плеча для образования реверсивной схемы установлена анодом, а другая - катодом к шине °

На фиг. 1 изображено преобразовательное устройство, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2; на

4$ фиг. 5 — разрез Г- Г на фиг ° 2., Преоб раз овател ьное устрой ство со- . держит: три шины переменного тока: шину 1 фазы А, шину 2 Фазы В, шину 3 фазы С и две шины постоянного тбка 4, о соединенные между собой в месте токоподвода, и образует три однополярных плеча трехфазной схемы. На крайних шинах l, 3 переменного тока Фазы А и фазы С полупроводниковые приборы 5 ус- тановлены в зависимости от полярности плеч в пакете (катодами, если пакет образует анодную группу плеч, или анодами, если в пакете собрана катодная группа плеч ).

Свободные электроды этих приборов через предохранители 6 подсоединены к шинам постоянного тока, образуя два

Ф плеча соответствующей мощности (фиг. 4)., Полупроводниковые приборы 5 третьего плеча той же полярности, что и два других плеча пакета, установлены на продолжении обеих шин постоянного тока, причем противоположными, чем на шинах переменного тока l, 3 электродами к шинам. Свободные электроды этих приборов через предохранители б соединены с продолжением средней шины переменного тока 2 фазы В (фиг. 3 ).

На крайних шинах 1, 3 переменного тока устаноелено в два раза больше приборов, чем на каждой из шин постоянного тока.

Предохранители б подсоединены к скобам, приваренным к шинам со стороны, перпендикулярной установке тиристоров. Пересоединение между шинами постоянного тока (Фиг. 5 ) осуществля-. ется через шину внешней ошиновки, к которой с двух сторон подсоединены контактные лопатки 7, приваренные к шинам постоянного тока. Под объединительными шинами подразумеваются шины, соединяющие между собой шины постоянного тока.

В данном устройстве поскольку каж- . дая из шин постоянного тока является общей для двух плеч одной полярности, то соответственно выполняет роль объединенной шины.

Преобразовательное устройство по трехфазно.-нулевой схеме, выполненное на основе данной конструкции, работает следующим образом.

Для реализации данной схемы подключают фазы А, В, С трансформатора к 1, 2, 3 шинам пакета соответственно, а нагрузку подключают к нулевой точке трансформатора и перемычке 7 шин постоянного тока 4. На управляющие электроды полупроводниковых приборов

5 подают импульсы управления. Переменный ток, проходя через полупроводниковые приборы 5 и предохранители б, преобразуется в постоянный ток и подается в нагрузку. В зависимости от расположения на шинах. полупроводниковых приборов преобразовательное устройство образует катодную или анодную группу плеч. Набором соответствующих пакетов и соединением их соот983839 б ветственно схеме с внешней ошиновкой можно реализовать на основе данного устройства любую трехфазную схему преобразования (нулевую с уравнительным реактором, мостовую и т. д. ). В слу- 5 чае же установки на каждой шине с полупроводниковыми приборами части приборов катодом к шине, а другой частианодом к шине на основе устройства можно реализовать любую трехфазную ре-10 версивную схему преобразования.

Конструкция предлагаемого преобразовательного устройства позволяет уменьшить производственные площади, занимаемые преобразовательным .агрега- >> том и, следовательно, снизить расход цветных металлов во внешней ошиновке, а также улучшить компенсацию электромагнитных полей и улучшить использование объема металлоконструкции (шка" фа). Уменьшение площади, занимаемой агрегатом, достигается предложенной компановкой пакетов шин с указанным выше взаимным расположением шин постоянного и переменного тока и расположением на шинах полупроводниковых приборов. Улучшение компенсации электромагнитных полей достигается за счет уменьшения межцентровых расстояний между шинами и исключением отдельной 30 объединительной шины, токи в которой ! нескомпенсированы.. Компенсация магнитных полей: в пакете достигается тем, что сумма мгновенных значений тока в любых сечениях пакета в каждый момент времени в данной конструк:ции равна нулю. Улучшение использования металлоконструкции по объему до- стигается предложенной компановкой и величиной шин, учитывая то, что при 40 увеличении мощности полупроводниковых приборов уменьшается число параллелей, и шкаф, имеющий унифицированные металлоконструкции, недоиспользуется по высоте в известных конструк- 1З циях. Разработанная конструкция занимает на 203 меньшую площадь по сравнению с принимаемой конструкцией 6 пакетов шин по 2 шины в пакете по мостовой схеме выпрямления.

Формула изобретения

1. Преобразовательное устройство, выполненное в виде пакета разделенных изоляционными перегородками чередующихся водоохлаждаемых шин переменного и постоянного тока с установленными на них полупроводниковыми приборами, образующими три плеча трехфазной схемы одной полярности, и объединительную шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшейия производственной площади при одновременном улучшении компенсации электромагнитных полей, средняя шина переменного тока и шины постоянного тока выполне" ны удлиненными, полупроводниковые приборы одного плеча трехфазной схемы установлены на удлиненных шинах постоянного тока и электрически соединены с удлиненной средней шиной пе" ременного тока для образования плеча, а полупроводниковые приборы двух других плеч установлены на крайних шинах переменного тока, причем удлиненные шины постоянного тока являются одновременно объединительными шинами.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, .что часть полупроводниковых приборов каждого плеча для образования реверсивной схемы, установлена анодом, а другая часть - като- дом к шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент Швейцарии И 439496, кл. H 01 L 23/34, 1973.

2. Патент 8еликобритании И 1394080, кл. Н 01 1. 25/10в 1976.

983839

r-г

Составитель Н. Нестеренко

Редактор А. Шандор Техред М.Надь Корректор Н. Король

Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9939/65 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4