Преобразовательное устройство Советский патент 1982 года по МПК H01L25/02 

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электритехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано 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, которые являются шинами переменного и постоянного тока, Каждай блок содер жит одну шину переменного тока и две шины постоянного тока разной полярности, образующие два плеча трехфазной мостовой схемы. Преобразователь содер жит три таких блока, однополярные Ши ны которых соединены между собой объединительными шинами Cl 3. Недостатком известного устройства является наличие воздушных изоляционных промежутков между шинами одного потенциала, что увеличивает площадь. занимаемую преобразователем, и неском пенсированность 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 меж ду собой объединительной шиной 21. Недостатком этого устройства является то, что при росте единичной мощ ности полупроводниковых приборов увеличиваются их габариты. При этом увеличивается ширина шин, межцентровые расстояния мек{ду ними, а следовательно, и площадь, занимаемая шкафом. Кроме того, npt подключении токоподводов с одной стороны пакета шин увеличение межцентровых расстояний между шинами одного плеча приводит к ухудшению ком пенсации электромагнитных полей и, со ответственно, к ухудшению токораспределения. Токи, протекающие по объединительной/шине, также возбуждают нескомпенсированные магнитные поля. Целью изобретения является уменьше ние производственной площади, занима.емой преобразовательным устройством, при одновременном улучшении компенсации электромагнитных полей. Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательном устройстве, выполненном в виде па,кета разделенных изоляционными, перегородками 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 шмны ,постоянного тока выполнеполупроводниковые при ны удлиненными, 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 объ. единительными 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 - разре.з А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. k - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 2. Преобразовательное устройство содержит; три шины переменного тока: шину 1 фазы А, шину 2 фазы В, шину 3 фазы С и две шины постоянного TcJka k соединенные между собой в месте токоподвода, и образует три однополярных плеча трехфазной схемы. На крайних шинах 1, 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

ройство образует катодную или анодную группу плеч. Набором соответствующих пакетов и соединением их соотанодами, если в пакете собрана катодная группа плеч). Свободные электроды этих приборов через предохранители 6 подсоединены к шинам постоянного тока, образуя два плеча соответствующей мощности (фиг. k). 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 1, 3 электродами к шинам. Свободные электроды этих приборов через предохранители 6 соединены с продолжением средней шины переменного тока 2 фазы В (фиг. 3). На крайних шинах 1,3 переменного тока установлено в два раза больше приборов, чем на каждой из шин постоянного тока. Предохранители 6 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 . управляющие электроды полупроводниковых приборов 5 подают импульсы управления. Переменный ток, проходя через полупроводниковые приборы 5 и предохранители 6, преобразуется в постоянный ток и подается в нагрузку. В зависимости от расположения на шинах полупроводниковых приборов преобразовательное устветственно схеме с внешней ошиновкой можно реализовать на основе данного устройства любую трехфазную схему преобразования (нулевую с уравнительным реактором, мостовую и т. д. ). В случае же установки на каждой шине с полупроводниковыми приборами части приборов катодом к шине, а другой части анодом к шине на основе устройства можно реализовать любую трехфазную ре версивную схему преобразования.

Конструкция предлагаемого преобразовательного устройства позволяет уменьшить производственные площади, занимаемые преобразовательным агрегаiTOM и, следовательно, снизить расход цветных металлов во внешней ошиновке, а также улучшить компенсацию электромагнитных полей и улучшить использование объема металлоконструкции (шкафа). 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 объединительной шины, токи в которой нескомпенсированы. Компенсация ма1- нитных полей;в пакете достигается тем, что сумма мгновенных значений тока в любых сечениях пакета в каждый момент времени в данной конструкции равна нулю. Улучшение использования металлоконструкции по объему достигается предложенной компановкой и величиной шин, учитывая то, что при увеличении мощности полупроводниковых приборов уменьшается число параллелей, и шкаф, имеющий унифицированные металлоконструкции, недоиспользуется по высоте в известных конструкциях. Разработанная конструкция занимает на 20% меньшую площадь по сравнению с принимаемой конструкцией 6 пакетов шин по 2 шины в пакете по постовой схеме выпрямления.

Формула изобретения

а полупроводниковые приборы двух других плеч установлены на крайних шинах переменного тока, причем удлиненные шины постоянного тока являются одновременно объединительными шинами.

2,Устройство по п. 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 - катодом к шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Лг

Ф(4г.1

.А

h/ /

«/e.f

ll.

Г- Г