Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано ъ преобразовательных устройствах заданной нагрузки с переменным сопротивлением и большими токами, предпочтительно для питания дуговых печей. . , . Цель изобретения - повышение надежности, конструктивное упрощение регулируемого преобразователя, улучшение его
массо-габаритных и энергетических показателей при заданной установленной мощности нагрузки.
На чертеже показана принципиальная схема предложенного преобразователя.
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
2 и 3 (фазы а,б,с) и 4 и 5 (фазы а,в,с) и соответственно два комплекта по три силовых вентиля 6-8, 9-11 и 12-14, 15-17. В качестве силовых вентилей используются тиристоры или транзисторы. Вторичная обмотка 3 включена последовательно с вентилями 9-11, причем начала фаз (а,б,с) обмотки соединены с катодами вентилей 9- 1.1 и совместно образуют замыкающий комплект первой группы с параллельно подключенным с объединенными выводами по схеме звезда - вторым комплектом, состоящим 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 фаз () с катодами вентилей 12-14 и параллельно включенного комплекта вторичной обмотки 4 началами фаз (а,в,с) 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 с точкой объединения выводов противоположной полярности групп соединен второй полюс нагрузки 25. К общим точкам пофаз- ного соединения в каждой из групп катодов вентилей, 9-11 в первой и 12-14 во второй 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 общим точкам соединения анодов вентилей 6-8 в первой из групп и 15-16 во второй. В варианте исполнения (не показан) полярность пофазного подключения всех упомянутых комплектов вентилей может изменяться на противоположную, что не влияет на работу преобразователя, а изменяет лишь полярность напряжения на нагрузке, т.е. меняется ее подключение на противоположное.
Преобразователь работает следующим образом.
В начальный момент подается напряжение сети на первичную обмотку 1 трансформатора, и затем включаются тиристоры в 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- 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:
Рн
(1)
0
.5.
0
5
0
5
-(-2-инУ 4US иЈ 4RH4 RH RH где UH выпрямленное напряжение на нагрузке при работе только двух из вторичных обмоток 2 и 4;
RH- сопротивление нагрузки в расплавленном состоянии шихты.
После того, как шихта расплавилась, сопротивление 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 9-11,6-8,15-17,12-14, Импульсы одновременно подают на тиристоры 9 и 6, 10 и 7, 11 и 8, 15 и 12, 16 и 13, 17 и 14, 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 25,определяется как
: .p-.-tfc,;;; : ..
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 2UH 1UH
4RH; 2Ян.:..- ,:: ;:-;, V T:v w а во втором
li0
5
0
5
fe , т.е. ток в два раза больше, чем в
. ... . : . . : ..
первом. Однако загрузка всех обмоток трансформатора останется неизменной, так как в первом случае всё вторичные обмотки трансформатора включены последовательно, а во втором - параллельно.
Все вентили как в первом случае управления преобразователя, так и во втором отпираются с углом управления, близком к нулю ( а «Ю), сто позволяет получить коэффициент мощности преобразователя, нозначный прототипу.
Преобразователь обладает следующими, преимуществами перед прототипом: по- вышается 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
обеспечения неизменной загрузки обмоток и быстродействия переключения их с параллельного на последовательное течение то- ка. . ....... -, .:
Описанное технические преимущества направлены на снижение стоимости преобразователя.
Формула изобретения .
Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети, и двупарным,и 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 подключе- ния нагрузки, а другой выходной вывод образован общей точкой соединения выводов противоположной полярности групп, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, конструктивного упрощения и улучшения массо-габаритных и энергетических показателей, в каждой группе вторичные обмотки относительно одно другой соединены с разноименными электродами вентилей соответствующих комплектов и в каждую группу дополнительно введено по
три вентиля, каждый из которых катодом подключен к общей точке соединения соответствующей фазы одной вторичной обмотки с катодом вентиля одного комплекта, а анодом - к общей точке соединения той же
фазы другой вторичной обмотки с анодом вентиля другого комплекта.
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
| РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ |
