Полупроводниковый преобразователь Советский патент 1993 года по МПК H01L25/00 H01L23/46 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного пуска газотурбинных установок с турбогенератором, турбогенераторов в режиме статического компенсатора, синхронных гидроагрегатов ГАЭС и высоковольтных синхронных электроприводов.

Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый преобразователь, содержащий шкаф, установленные в нем блоки тиристоров, а в другом известном устройстве - реакторы, демпфирующие цепи, охлаждаемые жидкостью и цепи управления тиристорамй,

Недостатки устройств - громоздкость, заключающаяся том, что использование второй конструкции применительно к первой не позволяет выполнить преобразователь в виде компактного шкафа, так как взаимное расположение элементов конструкции предопределяет обслуживание, накладку, эксплуатацию преобразователя в конструкциях каркасного типа, которые имеют объемные габаритные показатели в 1,3 раза хуже, чем, в конструкциях шкафного типа. Кроме того, элементы силовых модулей устройства размещены в объеме карка; са горизонтальными ярусами, что обуславливает большие габариты преобразователя в плане, а значит многостороннее обслуживание, и поэтому неприемлемо в ограниченном пространстве вентильного зала.

Цель изобретения - повышение компактности устройства.

Эффективность конструкции достигается возможностью создания мощных полу- проводниковых преобразователей шкафного типа с высокими энергоемкостными показателями.

х

09

о ся

Цель достигается тем, что преобразователь выполнен в виде трех силовых модулей, каждый из которых включает в. себя блок реакторов, блок тиристоров с цепями управления и блок демпфирующих цепей. Блоки модуля объединены по горизонтали силовой ошиновкой и системой жидкостного охлаждения иг расположены поэтажно друг над другом образуя при этом три вертикальные секции, причем в одной секции собран ь) блоки реакторов, в средней - блоки тиристоров, в третьей - блоки демпфирующих цепей. Внешниё разноименные полюса блоков тиристоров через крайние внешние реакторы блока реакторов модуля связаны общими полюсными шинами через одноименные крайние реакторы других блоков реакторов секции реакторов с одноименный ми внешними разнопотенциальными полюсами блоков тиристоров двух других модулей, Внутренние разноимённые полюса блоков тиристоров изолированы друг от друга и через другие внутренние реакторы блока реакторов модуля, образуя общий вывод, выведены на клеммы для внешнего подключения модуля.

. На фиг. 1 изображен преобразователь, план; на фиг. 2 - электрическая схема соединений полупроводникового преобразователя; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг, 4 - конструкция условного модуля предлагаемого устройства.:. С/.,

Полупроводниковый преобразователь содержит шкаф 1 и установленные в нем блоки тиристоров 2. соединенные с цепями управления 3 тиристорами 2,1...2.8, охлаждаемые жидкостью реакторы 4 и демпфирующие цепи 5, и силовую ошиновку 6.

Преобразователь имеет три силовых модуля 7.1 - 7.3, каждый из которых включает в себя блок реакторов 4, блок тиристоров 2 с цепями управления 3 и блок демпфирующих цепей 5. Блоки модуля 7 объединены по горизонтали силовой ошиновкой 6 и системой жидкостного охлаждения 8 и расположёны поэтажно друг над другом, образуя при этом три вертикальные секции 9 - 11, причем в одной секции, например 9, собраны блоки реакторов 4, в средней секции 10- блоки тиристоров 2 и в третьей секции 1.1 - блоки демпфирующих цепей 5. Внешние разноименные полюса 12, 13 блоков тиристоров 2 через крайние внешние 4.1 и 4.4 реакторы блока реакторов 4 модуля 7.1 связаны общими полюсными шинами 14,15 через одноименные крайние реакторы других блоков реакторов 4 секции реакторов 9 с одноименными внешними разнопотенциальными полюсами 12, 13 блоков тиристоров 2 двух других модулей 7,2 и 7.3.

Внутренние разноименные полюса 16, 17 блоков тиристоров 2 изолированы друг от друга изоляторами 18 и через другие 4.2 и 4.3 реакторы блока реакторов 4 модулей 7.1

- 7.3, образуя общие выводы, выведены на клеммы А, В, С для внешнего подключения модулей 7. Кроме того, преобразователь имеет световоды управления 19, напорные 20 и сливной 21 трубопроводы системы ох0 лаждения 8. В предложенном примере конкретного выполнения преобразователя его полюса 14,15 выведены вниз под подключения кабеля через кабельный канал вентильного зала.:

5 Преобразователь работает следующим образом.

Являясь составной частью, например, тиристорного пускоостановочного устройства для турбогенераторов полупроводни0 ковый преобразователь может быть использован в качестве выпрямителя и инвертора, выполненных отдельно либо объединенных конструктивно в одном шкафу. Управление выпрямителем и (или) инверто5 ром осуществляется из шкафа управления, регулирования, защиты и автоматики (ШУР- ЗА) при помощи цепей управления 3, которые питаются от анодного напряжения тиристоров 2, при наличии которого, при

0 помощи световодов 19 от лазерного излучателя, размещенного в ШУРЗА, подаются световые импульсы, формирующие управляющие импульсы для открытия тиристоров 2. Кроме того, при помощи световодов 19

5 осуществляется контроль работоспособности цепей управления 3 тиристорами 2.1...2.8. Реакторы блока реакторов 4 исключают многократные переходы тока через нуль при включении, а также ограничивают

0 амплитуду и скорость нарастания разрядного тока через тиристоры блока тиристоров 2, а также снижают выбросы напряжения на тиристорах с большим временем включения. Таким образом, при помощи ШУРЗА и

5 питающего напряжения на клеммах А, В, С предлагаемое устройство в выпрямителе преобразует переменный ток в постоянный, а в инверторе - из постоянного в переменный.

0 Каждый силовой модуль 7 электрически и по охлаждению функционально образуют условную конструкцию. Условную - как не имеющую единые общие для узлов 2, 4, 5 несущие, образующие отдельную конструк5 цию элементы. При этом каждый узел 2,4, 5 имеет блочную конструкцию.

Реакторы 4.1 - 4.4 собраны в единый блок 4, тиристоры 2.1.„2,8 собраны в блок тиристоров 2, в котором они зажаты между охладителями с циркулирующей в них охлаждающей жидкость, а RC-цепи 5 в данном примере конкретного выполнения устройства собраны попарно на четырех панелях для обслуживания восьми тиристоров 2,1...2.8 блока тиристоров 2 каждого модуля 7. . .. . : . -.

Система охлаждения модуля работает таким образом, что поток охлаждающей жидкости проходит через все реакторы блока реакторов 4, охладители блока тиристо- ров 2 и резисторы RC-цепей 5 каждого модуля.

Подключенные питания А, В, С выпрямителя и съем напряжения А, В, С инвертора производится с торцовой стороны шкафа

1- . - . :.;:: : : : .

Обслуживание преобразователя производится со стороны вида Б на фиг. 1. Формулаизобретения Полупроводниковый преобразователь, содержащий шкаф и установленные в нем блоки тиристоров, соединенные с цепями управления тиристорамй, охлаждаемые жидкостью реакторы и демпфирующие цепи, силовую ошиновку, о-т л; и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения компактности, преобразователь выполнен в виде трех силовых модулей, каждый из которых включает в себя блок реакторов, блок тиристоров с цепями управления и блок демпфирующих цепей, блоки модуля объединены по горизонтали силовой ошиновкой и системой жидкостного охлаждения и расположены поэтажно друг над другом, образуя при этом три вертикальные секции, причем в одной секции собраны блоки реакторов, в средней - блоки тиристоров, в третьей - блоки демпфирующих цепей, при этом внешние разноименные полюса блоков тиристоров через крайние внешние реакторы блока реакторов модуля связаны общими полюсными шинами через одноименные крайние реакторы других блоков реакторов секции реакторов с одноименными внешними разнопотенциальными полюсами блоков тиристоров двух других модулей, а внутренние разноименные полюса блоков тиристоров изолированы друг от друга и через другие внутренние реакторы блока реакторов модуля, образуя общий вывод, выведены на клеммы для внешнего подключения модуля.

Обяасть использования: для частотного пуска газотурбинных установок с турбогенератором, турбогенераторов в режиме статического компенсатора, синхронных гидроагрегатов, высоковольтных синхронных электроприводов. Сущность изобретения: преобразователь выполнен в виде трех силовых модулей, каждый из которых включает в себя блок реакторов, блок тиристоров с цепями управления и блок демпфирующих цепей. При этом блоки модуля объединены по горизонтали силовой ошиновкой и системой жидкостного охлаждения и расположены поэтапно друг над другом, образуя три вертикальные секции, причем в одной секции собраны блоки реакторов, в средней - блоки тиристоров, в третьей - блоки демпфирующих цепей. Полюсные шины выве,- дены на вертикальную ошиновку для подсоединения сглаживающего реактора снизу или сверху. 4 ил.

VWlAe

9V/:/ Б