Статический преобразователь Советский патент 1992 года по МПК H01L25/00 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при конструировании преобразователей

Известны статические преобразователи, содержащий шкаф, в котором размещены силовые блоки тиристоров инвертора и компенсатора, диодов, конденсаторов фильтра, гасящего устройства, входных и выходных устройств, выполненных в виде панельных конструкций, с размещенными на них элементами блоков, блок автоматического управления в виде выдвижного блока с кассетами (панелями САУ), силовое трансформаторно-реакторное оборудование (ТРО) и коммутирующие конденсаторы в виде блочных конструкций.

Недостатками известных преобразователей являются неудобство обслуживания силовых блоков, так как перед снятием блоков необходимо провести весь демонтаж силовых цепей и цепей управления со стороны обслуживания, сложный силовой монтаж преобразователя, плохой коэффициент заполнения преобразователя по его глубине из-за панельной конструкции силовых блоков.

Наиболее близким по техническому решению к предложенному является статический преобразователь, содержащий шкафы с передними и задними дверями, в которых размещены выдвижные силовые блоки, в том числе блоки тиристоров инвертора и компенсатора, с блочными каркасами и

ел

00

J

правляющими элементами, блок автоматического управления, силовое трансфор- маторно-реакторное оборудование и коммутирующие конденсаторы, установленные в выдвижных блочных каркасах.

Недостатки известного устройства - сложная конструкция преобразователя, повышенная материалоемкость и низкая степень его унификации, так как все составные части преобразователя; блок автоматиче- ского управления, силовые выдвижные блоки, ТРО и коммутирующие конденсаторы, установленные в выдвижных блочных каркасах, имея различные конструктивные исполнения, габариты, массы и крепления, размещены бессистемно, что усложняет конструкцию каркаса шкафа, силовой монтаж и монтаж цепей управления, блок автоматического управления занимает много внутреннего обьема шкафа (секции), в то же время не использована зона между лицевыми панелями выдвижных силовых блоков (которые размещены в разных местах шкафа) и внутренней стороной передней двери; выдвижные б/ючные каркасы блоков выпол- нены разнотипными по глубине в виде свар- ных конструкций, причем направляющие элементы выдвижных блоков выполнены из дополнительных нержавеющих планок.

Цель изобретения - упрощение конст- рукции с одновременным уменьшением материалоемкости и повышение степени унификации.

Поставленная цель достигается тем, что в статическом преобразователе, содержа- щем шкаф из секций с передними и задними дверями, выдвижные силовые блоки с блочными каркасами и с направляющими элементами, в том числе блоки тиристоров инвертора и компенсатора, блок автомати- ческого управления, силовое трансформа- торно-реакторное оборудование и коммутирующие конденсаторы, блок автоматического управления выполнен в виде плоской вращающейся рамы с установлен- ными на ней платами системы управления и размещен на передней двери между ее внутренней стороной и лицевыми панелями выдвижных силовых блоков, выдвижные силовые блоки, в том числе блоки тиристоров инвертора и компенсатора размещены в одной секции шкафа, а силовое трансформа- торно-реакторное оборудование и коммутирующие конденсаторы - в другой секции шкафа, причем коммутирующие кон- денсаторы размещены непосредственно в каркасе секции шкафа.

Блоки тиристоров инвертора и компенсатора размещены в секции шкафа, в двух горизонтальных рядах по три блока в каж-

дом ряду с возможностью электрического соединения по отдельности анодных и катодных групп тиристоров инвеотора и компенсатора, причем блоки тиристоров компенсатора размещены над блоками тиристоров инвертора.

Выдвижные блочные каркасы силовых блоков выполнены сборными на основе перфорированных рамок из композиционного материала, являющихся одновременно направляющими элементами выдвижных силовых блоков.

На фиг. 1 показан статический преобразователь, вид спереди, с открытой дверью одной из секции шкафа; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - отдельная секция, вид сзади; на фиг. 4 - анодные и катодные группы тиристоров инвертора и фазные группы тиристоров инвертора и компенсатора.

Статический преобразователь содержит шкаф из секций 1 и 2 с передними 3 и 4 и задними 5 и б дверями, выдвижные силовые блоки тиристоров инвертора и компенсатора 7 и 8, блок силовых диодов 9, блоки конденсаторов фильтра 10, блок гасящего устройства 11, блок входного 12 и выходного 13 устройств, блок трансформаторов питания 14 с блочными сборными каркасами с направляющими элементами на основе перфорированных рамок 15 из композиционного материала, блок автоматического управления 16 в виде вращающейся рамы, на которой размещены платы 17(штрахпун- ктирными линиями обозначены контуры размещения элементов на платах), расположенной на двери 3 секции 1 шкафа между внутренней стороной двери и лицевыми панелями выдвижных силовых блоков. Кроме того, в другой секции 2 шкафа размещены трансформаторно-реакторное оборудование 18, 19, 20 и коммутирующие конденсаторы 21, непосредственно установленные в каркасе секции 2 шкафа (без применения выдвижных блочных каркасов).

Блоки тиристоров инвертора и компенсатора 7 и 8 размещены в секции 1 шкафа в двух горизонтальных рядах потри блока (по числу фаз преобразователя) в каждом горизонтальном ряду с возможностью соединения по отдельности шиной 22 анодных 23 (+Ua) и шиной 24 катодных 25 (-Ud) групп тиристоров инвертора 26, а также соединения шинами 27 фазных (клеммы 28, 29, 30) групп тиристоров инвертора 26 и компенсатора 31, причем блоки тиристоров компенсатора 8 размещены над блоками тиристоров инвертора 7.

Электрическое соединение тиристоров 32 блока тиристоров 8 в компенсаторе 31

выполнено идентично электрическому соединению тиристоров 33 блока тиристоров 7 инвертора 26 по фазе, т. е. в любом блоке тиристоров 8 компенсатора 31 выполнено последовательное соединение двух тиристоров 32, как и двух тиристоров 33 в блоках тиристоров 7 инвертора, а встречно-параллельное соединение тиристоров 32 компенсатора 31 выполнено в секции 1 шкафа вне силовых блоков за силовыми разъемами 34 с помощью переходных шин 35.

Для интенсивного охлаждения выдвижных силовых блоков в секции 1 установлен блок вентиляторов 36, выполненный конструктивно в виде выдвижного блока на основе перфорированной рамки из композиционного материала. При отсутствии блока вентиляторов 36 (для маломощных преобразователей) несколько уменьшается высота шкафа преобразователя (на величину высоты блока вентиляторов), но размещение составных частей преобразователя практически не изменяется

В секции 1 при необходимости рядом с блоками 7 и 8 могут быть установлены специальные блоки 37, непосредственно пред- назначенные только для управления тиристорами компенсатора или инвертора, причем конструктивно выполненные в виде выдвижных конструкций.

Выполнение блока автоматического управления 16 в виде плоской вращающейся рамы с установленными на ней платами 17 и размещение его между лицевыми панелями выдвижных силовых блоков 7-13 и внутренней стороной передней двери 3, размещение всех выдвижных силовых блоков в секции 1 позволили упростить конструкцию, одновременно уменьшить материалоемкость и повысить степень унификации преобразователя,таккакупро- стилась конструкция каркаса секции 1, упростился силовой монтаж в секции (весь монтаж внутренненний выполнен только в одной плоскости с задней стороны выдвижных силовых блоков), уменьшился внутренний объем секции, а значит, и преобразователя, все выдвижные силовые блоки выполнены в однотипном конструктивном исполнении, в том числе по установке и внешнему монтажу с одинаковыми размерами по глубине, упростилась компоновка секций преобразователя в целом, блок автоматического управления 16 разместился в зоне съемных ручек блоков (в преобразователе использованы блоки без ручек, а для съема блоков используется одна съемная ручка, которая находится в ЗИПе преобразователя).

Размещение трансформаторно-реэк- торного оборудования 18. 19. 20 и коммутирующих конденсаторов 21 в другой секции 2 шкафа и установка конденсаторов непос- 5 редственно в каркасе секции 2 шкафа (без применения выдвижных блочных каркасов) позволили также упростить конструкцию, одновременно уменьшить ма шалоем- кость преобразователя, так как в секции 2

0 размещены составные части, имеющие идентичное конструктивное исполнение, в том числе по креплению и по внешнему монтажу. Кроме того, для установки коммутирующих конденсаторов нет необходимости

5 применять выдвижные блочные каочлсы с большим количеством деталей (как в самих блочных каркасах, так и в секции 2 для крепления, монтажа).

Размещение блоков тиристоров 7, 8 по

0 три блока в два ряда, причем блоков тиристоров компенсатора над блоками тиристоров инвертора, позволило однотипно выполнить как конструкцию самих блоков (в части соединения тиристоров как в инверто5 ре, так и в компенсаторе), так и конструкцию шин 22, 24, 27, 35 и в целом упростить электрический монтаж, а значит, упростить конструкцию, уменьшить материалоемкость и повысить степень унификации. Если между

0 блоками тиристоров инвертора и компенсатора будут включены какие-либо другие схемотехнические элементы, то вместо шин 22, 24,27 может быть использован для электрического монтажа проводной монтаж, но

5 в связи с однотипным размещением блоков монтаж также будет упрощаться.

Выполнение выдвижных блочных каркасов сборными на основе перфорированных рамок из композиционного материала

0 также упрощает конструкцию, снижает материалоемкость и повышает степень унификации преобразователя.

Так как это позволило уйти от сварных металлических блочных каркасов, отпала

5 необходимость приварки направляющих планок и появилась возможность применения в преобразователе однотипной несущей блочной конструкции для всех выдвижных силовых блоков

0 Предлагаемый статический преобразователь является базовой конструкцией для проектирования серии преобразователей частоты на различные токи.

5 Формула изобретения

1. Статический преобразователь, содержащий шкаф из секций с передними и задними дверями, выдвижные силовые блоки с блочными каркасами и с направляющими элементами, в том числе блоки тиристоров

инвертора и компенсатора, блок автоматического управления, силовые трансформа- торно-реакторное оборудование и коммутирующие конденсаторы, отличающий с я тем, что, с целью упрощения конструкции с одновременным уменьшением материалоемкости и повышения степени унификации, блок автоматического управления выполнен в виде плоской вращающейся рамы с установленными на ней платами системы управления и размещен на передней двери между ее внутренней стороной и лицевыми панелями выдвижных силовых блоков, выдвижные силовые блоки, в том числе блоки тиристоров инвертора и компенсатора, размещены в одной секции шкафа, а силовое трансформаторно-реак- торное оборудование и коммутирующие конденсаторы - в другой секции шкафа, причем коммутирующие конденсаторы раз-

мещены непосредственно в каркасе секции шкафа.

2.Преобразователь по п. отличающийся тем, что блоки тиристоров инвертора и компенсатора размещены в секции шкафа в двух горизонтальных рядах по три блока в каждом ряду с возможностью электрического соединения отдельно анодных и катодных групп тиристоров инвертора и компенсатора, причем блоки тиристоров компенсатора размещены над блоками тиристоров инвертора.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что выдвижные блочные каркасы силовых блоков выполнены сборными на основе перфорированных рамок из композиционного материала, являющихся одновременно направляющими элементами выдвижных силовых блоков.

Сущность изобретенияТблок автоматического управления выполнен в виде плоской вращающейся рамы с установленными на ней платами системы управления и размещением на передней двери между ее внутренней стороной и лицевыми панелями выдвижных силовых блоков Выдвижные силовые блоки размещены в одной секции шкафа, а в другой секции - силовое транс- форматорно-реактивное оборудование, при этом блоки тиристоров инвертора и компенсатора установлены в секции шкафа в двух горизонтальных рядах по три блока в каждом ряду с возможностью электрического соединения по отдельности анодных и катодных групп тиристоров инвертора, а также фаз- ных групп тиристоров инвертора и компенсатора. Блоки тиристоров компенсатора размещены над блоками тиристоров ин- верторов. Выдвижные блочные каркасы силовых блоков выполнены сборными на основе перфорированных рамок из композиционного материала, являющихся одновременно направляющими элементами выдвижных силовых блоков. 2 з. п. ф-лы, 4 ил ЧиЁ

А -1

20 П20г ПП ft 10 Ю АФиг. 1

Г 1 38 16 П 11 11

13

+ Ud

0

Фиг Л