CS217771B1

CS217771B1 - Tyristor converter

Info

Publication number: CS217771B1
Application number: CS365080A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Havelka; Leos Nakladal; Bohuslav Pistinek
Original assignee: Jaroslav Havelka; Leos Nakladal; Bohuslav Pistinek
Priority date: 1980-05-23
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1983-01-28

Description

Předmětem vynálezu je tyristorový měnič obsahující v nosném rámu skříně blok přepěťové ochrany, výkonové usměrňovači bloky a regulační systémy.It is an object of the invention to provide a thyristor transducer comprising an overvoltage protection block, power rectifier blocks and control systems in a housing frame.

Dosavadní tyristorové měniče při větším zastavovacím objemu dosahovaly relativně menších jednotkových výkonů. Sestavení měničů o větších jednotkových výkonech výžadovalo kombinaci vyšších počtů skříní, popřípadě bylo vyloučeno. Nevýhodou dosavadních měničů byla nedostatečná kompaktnost, jejich pomocné obvody byly vestavovány dp přídavných skříní, anebo byly volně ukládány s prostorovými nároky. Výměna vadných bloků měničů byla časově náročná, což vedlo ke zvýšeným prostojům hlavně u velkých technologických souborů.Previous thyristor transducers achieved relatively lower unit powers with a larger stop volume. The assembly of inverters with higher unit powers required a combination of higher numbers of enclosures or was excluded. The disadvantage of the existing converters was insufficient compactness, their auxiliary circuits were built in with additional cabinets, or were freely stored with space requirements. Replacing defective drive blocks was time-consuming, leading to increased downtime, especially for large technology assemblies.

Tyristorový měnič podle vynálezu odstraňuje uvedené nevýhody a řeší daný úkol tak, že v jeho nosném rámu z tenkostěnných uzavřených profilů je vytvořen vzduchový chladicí kanál, do kterého zasahují výsuvné bloky měniče kotvy, měniče buizení, popřípadě přepěťové ochrany měniče a vstupní výkonové reaktory a dále regulační systémy upravené ve výklopném rámu regulátoru měniče, který je připevněn prostřednictvím pákového mechanismu s vodicí kulisou tvořeného dvěma rameny, držáky a spojovací trubkou k nosnému rámu, přičemž ik zadní stěně skříně měniče přiléhají svisle uspořádané vstupní střídavé pasnice a stejnosměrné vývodní pasnice uchycené k držákům na koncích připevněných k nosnému rámu, kde ha vstupních střídavých pasnicích jsou upraveny snímače proudu tvořené toroidy.The thyristor converter according to the invention eliminates these disadvantages and solves the problem by creating in its supporting frame from thin-walled closed profiles an air cooling channel, into which extendable blocks of armature converter, excitation converter, eventually overvoltage protection of converter and input power reactors. systems provided in the hinged frame of the drive regulator, which is attached by means of a lever mechanism with a two-arm guiding mechanism, brackets and connecting tube to the support frame, with vertically arranged AC input blades and DC output blades attached to the ends at the ends mounted on a supporting frame, where toroids current sensors are provided on the input AC rails.

Mezi výhody tyristorového· měniče podle vynálezu je možno uvést lepší přístupnost a snazší a rychlejší výměnu jednotlivých bloků, které jsou uspořádány výsuvným způsobem v nosném rámu. Rovněž je zde použit daleko nižší sortiment mechanických 1 elektrických stavebnicových dílů, který vyplývá z kompaktnosti řešení konstrukce. Bez jakýchkoliv úprav je možno, provádět volbu zapojení antiparalelního — paralelního, typu, popřípadě zvýšení přetížitelnolsti a trvalého výkonu. Konstrukce výklopného rámu regulátoru včetně regulačních systémů umožňuje automatické zálohování, zkoušení a výměnu poškozeného regulátoru bez odstavení měniče z provozu. Pákový mechanismus výklopného rámu umožňuje vysunutí regulačních systémů ze skříně měniče v plné stavební šířce skříně, a tak plně zpřístupnit desky s jističi a regulační systémy z přední a z-adní strany.Advantages of the thyristor transducer according to the invention include better accessibility and easier and faster replacement of the individual blocks, which are arranged in a withdrawable manner in the support frame. It also uses a much lower range of mechanical 1 electrical modular components, which results from the compact design of the construction. Without any modifications, it is possible to make a choice of antiparallel - parallel, type, or increase the overload capacity and continuous power. The controller tilting frame design, including control systems, enables automatic backup, testing and replacement of a damaged controller without shutting down the drive. The tilting frame lever mechanism allows the control systems to be pulled out of the drive cabinet in the full housing width, thus making circuit breaker boards and control systems fully accessible from the front and rear.

Na připojených obrázcích 1 až 5 jsou zobrazeny příklady provedení tyristorového mědíce podle vynálezu. Na obr. 1 je pohled na přední stranu měniče, na obr. 2 na zadní stranu, na obr. 3 horizontální řez měničem V úrovni bloku měniče kotvy, na obr. 4 horizontální řez měničem v úrovni regulačních systémů a na obr. 5 schematické zobrazení pálkového mechanismu výklopného rámu regulátoru měniče.1 to 5 illustrate exemplary embodiments of a thyristor copper according to the invention. Fig. 1 is a front view of the transducer, Fig. 2 a back side, Fig. 3 is a horizontal sectional view of the transducer at the armature transducer block, Fig. 4 is a cross-sectional horizontal view of the transducer at the control system level, and Fig. 5 the drive mechanism of the drive controller tilting frame.

Tyristorový měnič podle vynálezu je umístěn v nosném rámu 1 skříně tvořeném tenkostěnnými ocelovými uzavřenými profily, tedy tuhém a lehkém rámu s lištami opatřenými modulově uspořádanými otvory, který umožňuje variantní osazení skříně stavebnicovými bloky bez další úpravy. K noshému -rámu 1 jsou přichyceny bočnice 2, dále přední dveře 22 s výřezem pro otočný panel 8 a zadní dveře 23, respektive kryt skříně měniče, opatřené magnetickým těsněním 24, které vylučuje přisávání znečištěného vzduchu z okolí skříně a umožňuje provoz měniče i v prašném prostředí.The thyristor transducer according to the invention is housed in a housing support frame 1 formed of thin-walled closed steel profiles, i.e. a rigid and light frame with rails provided with modularly arranged openings, which allows the housing to be fitted with modular blocks without further modification. The side frame 2, the front door 22 with a cut-out for the rotary panel 8 and the rear door 23, respectively the converter housing cover, fitted with a magnetic seal 24, which eliminate suction of polluted air from the housing and allow the inverter to operate environment.

V nosném rámu 1 je vytvořen vzduchový chladicí kanál, do kterého zasahují výsuvné bloky měniče kotvy 14, měniče buzení 13, přepěťové ochrany 12, vstupní výkonové reaktory 10 a regulační systémy 7, upravené ve výklopném rámu 5 regulátoru měniče. Osazení výsuvných bloků měniče kotvy 14, měniče buzení 13 a přepěťové ochrany 12 je variantní. Například může být osazen blok měniče kotvy 14 i blok měniče buzení 13, anebo pouze jeden z -nich, popřípadě mohou být dva bloky měniče kotvy 14, anebo* dva bloky měniče buzení 13. Blok přepěťové ochrany 12 je pak osazen pouize v případě přítomnosti alespoň jednoho bloku měniče kotvy 14.An air cooling duct is formed in the support frame 1 into which the extension blocks of the armature changer 14, the excitation transducer 13, the overvoltage protections 12, the input power reactors 10 and the control systems 7 provided in the tilting frame 5 of the converter regulator extend. The extension blocks of armature changer 14, excitation converter 13 and overvoltage protection 12 are variable. For example, both the armature converter block 14 and the excitation converter block 13, or only one of them, or there may be two anchor converter blocks 14, or two excitation converter blocks 13. The overvoltage protection block 12 is then fitted only if there is at least one anchor changer block 14.

Blok přepěťové ochrany 12 obsahuje suímární přepěťovou a komutační ochranu na bázi polovodičových diod v můstkovém zahojení, dále převodníky proudu a napětí a signalizační obvody pro indikaci ztráty napětí a fáze v silovém obvodu. Je tvořen výsuvnou stavebnicovou jednotkou s připojovacími konektory spojovanými s pevnou částí prostým zasunutím modulu do vedení 48 s naváděčem konektorů. Blok měniče buzení 13 je tvořen opět výsuvnou jednotkou obsahující kompletní tyristorový měnič s možností variantního zapojení včetně fázových reaktorů, zapalovacích obvodů, pojistek. Blok měniče kotvy 14 pak obsahuje výkonové polovodičové prvky 27, například tyristory s chladiči 28 umístěnými v hlavním chladicím kanálu měniče podle vynálezu, bloky 28 zapalovacích a hlásících obvodů a výkonovými pojistkami 30. Bloky 28 zapalovacích a hlásících obvodů obsahují řídicí transformátory v žádané konfiguraci včetně jejich propojení a umožňují konektorové připojení k regulátoru ,a šroubové připojení k polovodičovým prvkům 27. Upínka, respektive propojovacím třmen 29 v bloku měniče kotvy 14 plní funkci vzájemného' elektrického propojení a mechanického přítlaku polovodičových prvků 27 a slouží rovněž pro elektrické připojení jednoho pólu výkonových pojistek 30, jejichž druhé póly jsou propojovací pasnicí 31 připojeny ke vstupním střídavým pasnicím 9 a stejnosměrným ýývodním pasnicím 18 měniče. Blok měniče kotvy 14 je výsuvnou jednotkou uloženou ina vedení 45. Vedení 45, 46 jsou uchycena ik vertikálnímu žlabu 25 tvaru C, ve kterém (jsou uloženy syazky propojovacích vodičů 32 •a který je připojen k nosnému rámu 1. Vedení 45 bloku měniče kotvy 14 zároveň slouží jako kanál k uložení vodičů pro připojení bloků 28 zapalovacích a hlásících obvoídů.The overvoltage protection block 12 comprises a semiconductor diode overvoltage and commutation protection based on bridged heaters, current and voltage transducers, and signaling circuits to indicate voltage and phase loss in the power circuit. It consists of a slide-out modular unit with connecting connectors connected to the fixed part by simply inserting the module into the guide 48 with the connector guide. The excitation transducer block 13 is again formed by a withdrawable unit containing a complete thyristor transducer with the option of a wiring including phase reactors, ignition circuits, fuses. The armature converter block 14 then comprises power semiconductor elements 27, for example, thyristors with coolers 28 disposed in the main cooling channel of the converter of the invention, ignition and signal circuit blocks 28, and power fuses 30. Ignition and signal circuit blocks 28 contain control transformers in the desired configuration including The clamp or connection bracket 29 in the block of the armature converter 14 functions as a mutual electrical connection and mechanical pressure of the semiconductor elements 27 and also serves for the electrical connection of one pole of the power fuses 30 the second poles of which are connected to the input AC blades 9 and the DC power blades 18 of the inverter by the interconnecting bus 31. The anchor changer block 14 is an extension unit housed in other guides 45. The lines 45, 46 are also attached to a vertical C-shaped trough 25 in which (interconnecting conductor strips 32 are stored) and which is connected to the support frame 1. Anchor changer block guide 14 at the same time, it serves as a channel to accommodate the wires for connecting the blocks 28 of the ignition and reporting circuitry.

Ve spodní části měniče podle vynálezu je Uspořádán noisník 2 s konektory, který je připevněn k nosnému rámu 1 a který slouží například pro vzájemné propojení jednotlivých skříní měničů a připojení vnějších elektrických signálů. Nad nosníkem 2 jsou (umístěny lišty 3 se svornicemi rovněž připevněné na svých koncích k nosnému rámu 1 a sloužící k vnějšímu připojení měniče. Nad lištami 3 jsou pak uspořádány desky 4 !s jističi a reaktory k jištění hlavních a pomocných obvodů měniče a obsahující standardní skupiny jistících obvodů. ι K nosnému rámu 1 jsou dále upevněny 'otočný panel 8 s měřicími přístroji 47, ovládáním a signalizací a výkloipný rám 5 regulátoru měniče, připevněný pomocí pákového mechanismu 34 s vodicí kulisou 35. Izolovaně k výklopnému rámu 5 je připevněna napájecí lišta 6 sloužící k napájení regulačních systémů 7, kde soubor regulačních jednotek 33 vytváří žádané struktury regulátoru měniče.In the lower part of the converter according to the invention, there is provided a receiver 2 with connectors, which is attached to the support frame 1 and which serves, for example, to interconnect the individual converter boxes and to connect external electrical signals. Above the beam 2 are (terminal strips 3 with terminal blocks also attached at their ends to the support frame 1 and serving for external connection of the inverter. Above the strips 3 there are arranged circuit breaker and reactive circuit boards 41 to protect the main and auxiliary circuits of the converter. In addition, a rotating panel 8 with measuring instruments 47, control and signaling, and a swing-out frame 5 of the converter regulator, fixed by means of a lever mechanism 34 with a guide slide 35, are fastened to the support frame 1. serving to power the control systems 7, wherein the set of control units 33 creates the desired converter controller structures.

Pákový mechanismus 34 je tvořen dvěma rameny 37, 38 na otočných čepech 41, 42. (Ramena 37, 38 jsou uložena v ložiskách 'umožňujících snadné vytočení výklopného rámu 5 mimo půdorys skříně. Spojovací trubka 39 jednak spojuje horní a dolní ramena mechanismu a jednak zajišťuje tuhost výklopného pákového mechanismu a sy.nehronizuje vzájemný pohyb ramen. Vodicí kulisa 35 je připevněna k výklopnému rámu 5 a řídí pohyb pákového mechanismu 34 po žádané křivce, a tím umožňuje využití celé Stavební šířky skříně pro zástavbu regulačních jednotek 33. Při svém pohybu je vodicí kulisa 35 vedena vodicím kolíkem 36. Kontová poloha otáčení ramen 37, 38 je vymezena dorazovým kolíkem 43. Při vyklápění rámu 5 ze skříně měniče opisuje spojovací trubka 39 dráhu 44. Celý výklopný mechahiismuis je připevněn k nosnému rámu 1 'skříně měniče držáky 40.The lever mechanism 34 is formed by two arms 37, 38 on pivot pins 41, 42. (The arms 37, 38 are mounted in bearings allowing easy pivoting of the hinged frame 5 outside the top view of the housing. The guide plate 35 is attached to the tilting frame 5 and controls the movement of the lever 34 along the desired curve, thus allowing the use of the entire housing width for the installation of the control units 33. During its movement, the guide is guided. The pivoting position 36 is guided by a guide pin 36. The pivoting position of the arms 37, 38 is delimited by a stop pin 43. When the frame 5 is tilted from the converter housing, the connecting tube 39 describes the track 44. The hinged mechahiismuis is fixed to the converter frame 1 '

Vstupní střídavé pasnice 9 a stejnosměrné vývodní pasnice 18 jsou uchyceny k držákům 19, které slouží k uchycení až deseti pasnic, mimoto jsou ještě vstupní střídavé pasnice 9, tvořící systém pro variantní silové připojení skříně například shora i zdola á připojení reaktorů, připevněny k držákům 11 uchyceným ke stahovací konstrukci vstup. hích reaktorů 10. Výše uvedené pasnice 9, 18 mohou pak být vyvedeny do připojovacího místa 20 pro· vnější připojení silových obvodů měniče. Na vstupních střídavých pas. hlcích 9 kromě toho mohou být ještě přiÍpevněny snímače proudu 17 tvořené toroidy. V horní části skříně měniče je konečně upraven redukční člen 15 bloku válcového Ventilátoru 16 obsahující jistič ventilátoru 'a signalizační prvek provozního stavu měniče, popřípadě čidlo proudění chladicího vzduchu.The input AC busbars 9 and the DC outlet busbars 18 are attached to the holders 19, which serve to hold up to ten blades, and in addition, the AC input blades 9, forming a system for a variant power connection of the housing, e.g. fastened to the pulling structure entry. The above rails 9, 18 can then be led to the connection point 20 for the external connection of the power circuits of the converter. On the input alternating passport. In addition, the toroid current sensors 17 can also be mounted. Finally, in the upper part of the converter housing, there is provided a reducing member 15 of the cylindrical fan block 16 comprising a fan circuit breaker and a signaling element of the operating state of the converter or a cooling air flow sensor.

' Tyristorový měnič podle vynálezu je určen pro· použití v oblasti výkonové elektroniky, zejména pohonů.The thyristor converter according to the invention is intended for use in the field of power electronics, in particular drives.

Claims

A thyristor transducer comprising a surge protector block, power rectifier blocks and control systems with a housing support frame, characterized in that an air cooling channel is formed in the support frame (1) of thin-walled closed profiles into which the anchor converter extension blocks extend. (14), excitation transducers (13), or overvoltage protections (12) transducers and input power reactors (10), and control systems (7) provided in a hinged frame (5) of the transducer regulator which is fixed by a lever mechanism (34) ) with a guide plate (35) consisting of two arms (37, 38), brackets (40) and a connecting tube (39) to the support frame (1), with vertically arranged AC input trays (9) and DC outlet rails (18) attachable to the brackets (19) at the ends attached to the support frame (1), where at the entrance of the invention they alternate p and toroids (17) are provided with current sensors (9).

•

2. Thyristor converter according to claim 1, characterized in that in the lower part of the support frame (1) opposite to the control systems (7) there are arranged circuit boards (4) with circuit breakers or reactors to protect the main and auxiliary circuits of the converter and rails (3). ) with terminal blocks for the external connection of the drive and a support (2) with connectors for connecting external signals and connecting the individual enclosures.

3. Thyristor converter according to claim 1, characterized in that a vertical supply rail (6) for supplying the control systems (7) is insulatedly attached to the hinged frame (5).

4. Thyristor transducer according to claim 1, characterized in that a reduction part (15) of the fan block (16) is provided on the upper part of the support frame (1) for reducing the cross-section of the rectangular cooling channel to circular.