Преобразователь переменногоНАпРяжЕНия B пОСТОяННОЕ Советский патент 1981 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для питания печей графитации в электродной промышленности постоянным током.

Известны некомпенсированные выпрямительные агрегаты, используемые для питания ванн электролиза fl.

Недостатком их является низкий коэффициент мощности, а при использовании в электродной промьвилениост также завышенная установленная мощность силового трансформатора и вы- прямительных блоков. Последнее связано с тем, что печи графитации яввляются нагрузками с широким диапазоном изменения потребляемой активной мощности и с уменьшакяцимся примерно в десять раз активнши сопротивлением :в процессе кампании. Для обеспечения нормальной технологии графитации выпрямительный агрегат должен обеспечивать в первой половине кампании максимальное напряжение а во второй половине - максимальный ток.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, первичная обмотк

которого соединена в треугольник и подключена к питающей сети, две вторичные обмотки, подключенные соответственно к двум парам соединенных параллельно полууправляемых мостов, а также два компенсирующих устройства, содержащих каждое двухфазный реактор и конденсаторную батарею, причем полюса, образованoные управляемь и анодными группами вентилей первой пары выпрямительных мостов, объединены и подключены к отрицательному выходному выводу, первая конденсаторная батарея вклю5чена между полюсами, образованными неуправляемыми катодными группами этой пары выпрямительных мостов, а первый двухфазный реактор подключен к положительному выходному вы0воду С21.

Применение указанного агрегата в электродной промьвиленности приводит к завышению установленной мощ5ности силового трансформатора и выпрямительных блоков.

Цель изобретения - уменьшение установленной мощности и повьшение коэффициента полезного действия аг0регата. .Указанная цель достигается тем, что в устройстве первая вторичная обмотка трансформатора соединена в шестифазную энезду, а вторая - в .щестифазный зигзаг, причем у второй пары упомянутых выпрямительных моетов конденсаторная батарея включена между полюсами, образованными неуправляемыми анодными группами вентилей , а управляемые катодные группы вентилей этой пары мостов объединен и подключены к положительному выход ному выводу и введены три двухполюсных разъединителя, причем первый двухфазный реактор через двухполюсный разъединитель подключен к полюсам, образо- . ванным неуправляемыми катодными i-pyn пами первой пары выпрямительных мостов, другой двухфазный реактор подключен к отрицательному выхоДному выводу и через двухполюсный разъединитель к полюсам, образованн:ым неуправляемыми анодньоми группами вентилей второй пары выпрямительных мостов, причем полюса, образованные неуправляемыми катодными группами вентилей первой пары выпрямительных мостов подключены через двухполюсный разъединитель к полюсам, образованным неуправляемыми анодными группами вентилей второй пары выпря мительных мостов. Кроме того, угол сдвига между фa Hbif.iH ЭДС вторичных обмоток транс, форматора, соединенных в шестифазну звезду и шестифазный зигзаг, равен ЗО, На чертеже представлена принципиальная; схемы выпрямительного агре гата для электродной промышленноети, Она содержит силовой трансформат 1, первую пару полууправляемых выпрямвЕтельных мостов 2, вторую пару полууправляемых выпрямительных мостов 3, конденсаторную батарею 4, включенную в неуправляемые катодные группы вентилей первой пары мостов 2,, конденсаторную батарею 5, включенную в неуправляемые анодные rpyii 11Ы вентилей второй пары мостов 3, двухфазные реакторы 6 и 7 и двухполюсные разъединители 8, 9 и 10. Устройство работает следующим об|)аз ом. В первой половине кампании графи тации, когда от источника питания требуется повышенное напряжение при ь«1лом токе нагрузки, включен двухиолюсный разъединитель 10 и отключе ны разъединители 8 и 9. Пары выпрям тельных мостов 2 и 3 по отношению к печи графитации оказываются вклю ченными последовательно, что и обес печивает повышенное напряжение агрегата. Конденсаторные батареи 4 и |5 при этом оказываются включенными параллельно. Эти батареи осуществля ют искусственную коммутацию вентиле11 неуправляемой катодной группы первой пары мостов 2 и неуправляемой анодной грУппы второй пары мостов 3. В управляемых группах вентилей этих пар осуществляется естественная коммутация. В делом весь преобразователь работает с высокими энергетическими показателями. При этом двухфазные уравнительные реакторы б и 7 оказываются исключенными из схемы преобразования, и поэтому в них отт сутствуют потери электрической энергии. Во второй половине кампании графитации, когда от источника питания требуется большой ток нагрузки при малом напряжении, включены двухполюсные разъединители 8 и 9 и отключен разъединитель 10. Пары выпрямитель+1ых мостов 2 и 3 по отношению к печи графитации при этом оказываются включенными параллельно. Неуправляемые группы вентилей вновь работают в режиме искусственной коммутации , а управляемые в режиме естественной коммутации вентилей. Конденсаторная батарея 4 осуществляет искусственную коммутацию вентилей в неуправляемой катодной группе первой пары мостов 2, а конденсаторная батарея 5 - в неуправляемой анодной группе второй пары мостов 3. Регулирование выпрямленного напряжения осуществляется, во-первых, переключением пар мостов 2 и 3 с последовательного соединения на параллельное, во-вторых, ступенчато с помощью переключающего устройства трансформатора и в-третьих, плавно с помощью дросселей насыщения в управляемых группах вентилей. Во всех режимах преобразователь работает с высокими энергетическими показателями. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого выпрямительного агрегата для электродной промышленности состоит в следующем: по сравнению с известным за счет осуществления переключения пар выпрямительных мостов с последовательного в первой половине кампании графитации на параллельное во второй половине кампании при том же графике ведения режима графитации сокращаются практически в два раза установленные мощности силового трансформатора и выпрямительных блоковj повышается коэффициент полезного действия выпрямительного агрегата, поскольку в первую половину кампании графитации двухфазные уравнительные реакторы исключаются из схемы преобразования, в связи с этим отсутствуют потери энергии как в меди, так и 3 стали этих реакторов. Формула изобретения 1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий

трансформатор, первичная обмотка которого соединена в треугольник и подключена к питающей сети, две вторичные обмотки, подключенные соответственно к.двум парам соединенных параллельно полууправляемых мостов, а также два компенсирующих устройства , содержащих каждое двухфазный реактор и конденсаторную батарею, причем полюса, образованные управляемыми анодными группами вентилей первой пары выпрямительных мостов, объединены и подключены к отрицательному выходному выводу, первая конденсаторная батарея включена между полюсами, образованными неуправляемыми катодными группами этой пары выпрямительных мостов, а первый двухфазный реактор подключен к положительному выходному выводу, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности и повышения коэффициента полезного действия, первая вторичная обмотка трансформатора соединена в шестифазную звезду, а вторая - в шестифаэный зигзаг, причем у второй пары упомянутых выпрямительных мостов конденсаторная батарея включена между полюсами, образованными неуправляемыми анодными группами вентилей, а управляемые катодные группы вентилей зтой пары мостов объединены и подключены к положительному выходному выводу и введены три двухполюсных разъединителя, причем пер.вый двухфазный реактор через двухполюсный разъединитель подключен к полюсам, образованным неуправляемыми группё1ми первой пары выпрямительных мостов, другой двухфазный реактор подключен к отрицательному вы;Ходному выводу и через двухполюсный разъединитель к полюсам, образованньм неуправляемыми анодными группами вентилей второй пары выпрямительных мостов, причем полюса,

0 образованные неуправляемыми катодными группами вентилей первой пары выпрямительных мостов подключены через двухполюсный разъединитель к полюсам, образованным неуправляемы5ми анодными группами вентилей второй пары выпрямительных мостов.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что угол сдвига фаз между фазными ЭДС

0 вторичных обмоток трансформатора, соединенных в шестифазную звезду и шестифазный зигзаг, равен ЗО,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Каталог Информстандартэлектро 05.03.09-68 Выпрямительные агрегаты, с. 12, рис. 4.

2.Сахаров В.Ф. Доржиев М.Н., Хохлов Ю.И., Баев А.В. Режимы работы

0 полукомпенсированных выпрямителей

с комбинированным способом регулирования напряжения.- Промышленная энер1976, 8, с. 17, рис. 1а.

гетика