FI67978B - Elektrisk apparat foer matning av likstroemsfoerbrukare - Google Patents

Description

Οί^Ι ΓΒ1 m,KUULUTUSJULKAISU £ *7 Q ·7 Q

•SäFi 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 6/97 8 C /m Pi-tenl Li uyennet ty 1ϋ C3 19J5

Patent meddelnt (51) Kv.lk.*/lnt.CI.* H 02 M 7/04 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 763425 (22) HakemispäiväAnaökningsdag 29 11 76 (Fl) (23) Alkupäivä — Glltighetsdag 29.11.76 (41) Tullut julkiseksi — Blivit oflentlig ^(j Q5 78

Patentti- ja rekisterihallitus ^ Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. — ^p no pr

Patent- och registerstyrelsen ' } Ansökan utlagd och utl.skriften publlcerad zo.uz.öp (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prloritet (71) Villamos Berendezds is Kisziilik MCivek, Ganz u. 16, Budapest II, Unkari-Ungern(HU) (72) Jözsef Vigh, Budapest, Ferenc Flachner, Budapest, Läszlö Gremsperger, Budapest, Ferenc Csöllei, Budapest, Unkari-Ungern(HU) (74) Oy Kolster Ab (54) Sähkölaite tasavirrankuluttajien syöttämiseen - Elektrisk apparat för matning av 1ikströmsförbrukare

Keksinnön kohteena on tasavirrankuluttajien syöttämiseen tarkoitettu sähkölaite.

Tasavirrankuluttajien syöttämiseen tarkoitetut tasasuuntaus-laitteet käsittävät yleensä verkkomuuntajan tai verkkomuunta]at, tasasuuntausyksikön sekä ensiö- tai toisiopiirissä olevat säätöeli-met.

Näiden pääyksiköiden muodostusta vaikeuttavat laitteiston materiaalin- ja tilantarpeen suhteen seuraavat haittatekijät. Muuntajan typpitehon määräävät paitsi siihen asennetun tasasuuntajan kytkentäjärjestelmä ja laitteen nimellinen lähtötasavirta, myös suurin tarvittava lähtötasajännite. Jos nyt tasasuuntauslaitteen haluttu U-I-käyrä kulkee suoraan ja/tai alenevasti, siis kun pieni lähtötasavirta on rinnastettu oleellisesti suurempaan lähtötasa-jännitteeseen kuin se, joka kuuluu nimelliseen lähtötasavirtaan, määrää suurin lähtötasajännite silloin tasasuuntauslaitteen verkko-muuntajien tyyppitehon - siis tunnusluvun, joka ratkaisee ennen 67978 kaikkea muuntajan materiaalin- ja tilantarpeen, lähtötasajännite, jolla tyyppiteho on siis oleellisesti suurempi kuin muuntajan tyyp-piteho, jonka on määrännyt nimellistasavirtaan kuuluva lähtötasajännite. Tästä johtuen on tällaisen muuntajan tilantarve suuri.

Verkkomuuntajan tyyppitehon suurentuminen vältettiin käytännössä muutamissa tapauksissa asentamalla laitteeseen apusyöt töyk-siköitä, jotka varmistivat alhaiseen lähtötasavirtaan kuuluvan suuren lähtötasajännitteen. Mutta tämä ratkaisu johti laitteen nimel-listehon jakamiseen kahdelle syöttöyksikelle, joten se ei osoittanut materiaalin- ja tilanterpeen suhteen mitään oleellista etua.

Tunnettua on vielä vaikeuksien voittaminen tasavirtasäätimen käytön avulla, joka säädin tulee käyttöön kuitenkin vain rajoitetusti melkoisen monimutkaisuutensa vuoksi.

Käytännössä tasasuuntausyksikkö kasit tää usein - tunnettujen etujensa vuoksi- kuusipulssisen kolmlvaihepuoliaaltokytkennän. Tätä kuusipulssista koi mivaihepuoliaaltokyktentäistä tasasuuntaa jaa syötetään nykyisin kolm.i vaihemuunta j an pylväille asetetuilla toisio-käämeillä. Puolijohdekäytön taloudellisuuden, pitkän virran johta-misajan ja puolijohteiden rinnakkaisen virran johtamiskyvyn varmistamiseksi asennetaan laitteeseen myös imukuristimet. Ensio- tai toisiovirtapiirissä olevat säätöelimet vaikuttavat useimmiten magneettisen toimintaperiaatteen mukaan. Myös triakts-kytkentöjen käyttö ensiöpiirissä ja myös ohjattujen tasa suun ta use1emen 11 i e n -tyristorien - käyttö toisiopiirissä on levinnyt.

Ensio- tai toisiopuolella vaikuttavien säätöelimien - magneetti, vahvistimien - haittana on niiden suuri tilantarve.

Keksinnön tehtävänä on muodostaa suoran ja/tai alenevan U--I-ominaiskäyrän omaava sähkötasasuuntauslaite, jossa pieneen lähtöta-savirtaan kuuluva suuri lähtötasajännite varmistetaan pieti.! tehoisella muuntajalla.

Keksinnön päämääränä on tasasuuntauslai. t teeseen asennetun kuusipulssisen Poimivaihepuoiiaaltokytkennän puolijohde-elementtien rinnakaisen virran johtamiskyvyn varmistaminen, siis virran johta-misajan suurentaminen niin, ettei laitteeseen tarvitse asentaa imu-suodatinta ja tasasuuntauslaitteeseen asennettavaksi tarkoitetun, magneettisesti vaikuttavan säätöelimen materiaalin- ja tilantarpeen pienentäminen merkittävästi.

Tämän mukaan keksintö on sähkölaite tasavirrankuluttajien syöttämiseen, joka laite sisältää vaihtovirtaverkkoon liitetyn, 67978 rautasydämellä varustetun muuntajan, siihen liitetyn kuusipulssi-sen kolmivaiheisen tasasuuntausyksikön sekä tasavirtaa syöttäviä lähtöliittimiä, jolloin rautasydän sisältää kolme toisesta päästä keskenään yhdistettyä vaihepylvästä, joiden toiset päät on yhdistetty erillisillä ikeillä ja laitteessa on ieskäämit sekä toisiinsa liitetyt ja primäärikäämityksenä vaihtovirtaverkkoon yhdistettyihin napoihin kytketyt pyIväskäämit.

Keksinnön mukaiselle sähkölaitteelle on tunnusomaista, että ieskäämit toisiokääminä on liitetty pareittain toisiinsa ja ies-käämien parien yhteiset pisteet on johdettu toiseen lähtöliittimis-tä ja ieskäämien muut päät on johdettu tasasuuntausyksikön sisääntuloihin, jolloin toinen lähtöliittimistä muodostaa tasasuuntausyksikön lähdön.

Keksinnön mukaan on eduksi, että vaihtovirtaverkkoon johdettujen liittimien ja vaihtovirtaverkon väliin on kytketty kolmivaiheinen magneettivahvistin, joka on tuloliittimillä yhdistetty vaihtovirtaverkon vaiheisiin ja varustettu rautasydämellä, joka sisältää kolme toisesta päästä keskenään yhdistettyä vaihepylvästä, joiden toiset päät on yhdistetty erillisillä ikeillä, jolloin vaihe-pylväillä tuloliittimien ja liittimien välissä on kytkettyjä pyl-väskäämejä sekä ikeillä on keskenään yhdistettyjä heratinkäämejä, jolloin herätinkäämien vapaat päät on yhdistetty ohjaus- tai sää-töelimeen.

Keksinnön mukainen tasasuuntauslaite sopii alenevasti tai suoraan kulkevan U-X-käyrän varmistamiseen myös tvyppiteholtaan melkoisesti pienennettyä kolmivaiheverkkomuuntajaa käytettäessä. Samalla voidaan varmistaa kuusipulssisen kolmivaihepuoliaaltotasasuunta-uskytkennän suotuisa kuormitus imukuristinta käyttämällä. Edellä mainitut edut johtuvat siitä seikasta, että keksinnön mukaisessa järjestelyssä käytetään hyväksi ieskäämien avulla sopivasti muodostettua iesvuota. Laite jopa mahdollistaa hyvin vähän tilaa ja materiaalia vaativat säätötoiminnat ensiöpiirissä rakenteeltaan hyvin suotuisan kolmivaihemagneettivahvistimen käytön ansiosta.

Keksinnölle asetetun päämäärän toteutuksen kannalta on erikoisen edullista, että käytetään samoja tai melkein samoja laitteen kolmivaihemagneettivahvistimen ja kolmivaihemuuntajan rakenteita, koska nämä molemmat osat muodostavat yhteisen rakenneyksikön siten, että sekä kolmivaihemuuntajan että myös kolmivaihemagneettivahvistimen “ 67978 kutakin pylvästä ympäröi yhteinen pylväskäämi ja että näistä pyl-väskäämeistä muodostettu kolmivaihekäämijärjestelmä on toteutettu tähti-, kolmi- tai hakakytkentänä ja kytketään siten kolmivaiheverk-koon.

Yhteisistä käämeistä muodostettu kolmivaihe-ensiökäämijärjes-telmä hoitaa sekä kolmivaihemagneettivahvistimen työkäämin että kol-mivaihemuuntajan ensiökäämin tehtävät. Magneettivahvistimen ikeille tai muuntajan ikeille on luonnollisesti edelleen järjestetty myös erilliset ieskäämit.

Tasasuuntauslaitteeseen asennettu kuusipulssinen kolmivaihe-tasasuuntaaja voidaan varustaa joko ohjatuilla tai myös ohjaamattomilla tai osaksi ohjatuilla ja osaksi ohjaamattomilla puolijohteilla.

Laitteen edulliset ominaisuudet eivät, vähene, jos tasavirtapiiriin on järjestetty kuluttajan kanssa sarjaan induktanssi.

Keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisesti suoritusmuotoesi-merkin piirustuksen avulla, joka esittää sähkötasasuuntauslaitteen periaatteellista järjestelyä, laitteen, jolla on aleneva ja/tai suoraan kulkeva U-I-ominaiskäyrä.

Suoritusmuotoesimerkissä voidaan tasavirtaa antavat liittimet 1 ja 2 kytkeä kuluttajaan, joka vaatii alenevaa ja/tai suoraa U-I-ominaiskäyrää, (esimerkiksi sähköhitsauslaitteeseen, akkumulaat-toriin jne).

Laitteen pääosat ovat suoritusmuotoesimerkissä kolmivaihemuun-taja 3 ja tasasuuntauselementit sisältävä, tunnettu tasasuuntausyk-sikkö 4. Muuntajan 3 pylväät 5, 6 ja 7 on järjestetty tilan suhteen niin, että pylvään 5 toinen pää on yhdistetty erillisillä ikeillä 8 ja 10 pylvään 6 ja 7 toiseen päähän. Pylvään 6 toinen pää on yhdistetty samalla tavalla erillisillä ikeillä 8 ja 9 pylväiden 5 ja 7 toiseen päähän, pylvään 7 toinen pää on lisäksi yhdistetty erillisillä ikeillä 9 tai 10 pylväiden 6 ja 5 toiseen päähän. Pylväiden 5,6,7 jäljelle jääneet päät on yhdistetty yhteisellä ikeellä toisiinsa. Suoritusmuotoesimerkissä yhteinen ies on kolmen pylvään 5, 6 ja 7 kohtauspaikka. Muuntajan 3 kolmeen pylvääseen 5, 6 ja 7 on kiinnitetty pylväskäämit 11, 12 ja 13, jotka kolme käämiä 11, 12 ja 13 muodostavat esitetyn suoritusmuotoesimerkin piirustuksessa muuntajan 3 tähtikytkennässä olevan ensiökäämijärjestelmän. Ensiökäämi-järjestelmän pisteisiin 14, 15 ja 16 voidaan kytkeä joko kolmivaihe-verkko tai kolmivaiheinen magneettivahvistin 20. Suoritusmuotoesimerkissä on liittimiin 15, 16 ja 17 kytketty kolmivaihemagneettivah- 5 67978 vistimen 20 pylväskäämit 33, 34 ja 35. Pylväskäämien 33, 3U ja 35 tuloliitännät on kytketty kolmivaihesyöttöverkon liittimiin 17 , 18 ja 19.

Muuntajan 3 erillisille ikeille 8, 9, 10 on järjestetty ies-käämit 21, 22, 23, 24 sekä 25 ja 26. Kaikkien ieskäämien toiset päät on kytketty toisiinsa, kun taas jäljelle jääneet päät on yhdistetty sinsänsä tunnetun kuusipulssisen kolmivaihepuoliaaltotasasuuntausyk-sikön tuloliittimiin 27, 28, 29, 30, 31, 32, jotka liittimet ovat tarkoitetut liitettäväksi kolmivaiheverkkoon. Tällä tavalla on ies-käämeihin 21, 22, 23, 24, 25 ja 26, siis toisiokäämeihin indusoituneet vaihtojännitteet kytketty sinänsä tunnetun tasasuuntausyksikön 4 liittimiin 27, 28, 29, 30, 31, 32.

Pylväiden 36, 37, 38 ja erillisten ikeiden 39, 40, 41 muodostama kolmivaihemagneettivahvistimen rautarungon rakenne on piirustuksen mukaisessa suoritusmuodossa aivan samanlainen kuin muuntajan 3 rautarungon rakenne, joten se ei tarvitse lisäselitystä. Pylväisiin 36, 37, 39 on asetettu pylväskäämit 33, 34, 35 - magneetti-vahvistimen 20 työkäämit - jotka toimivat ensiöpuolen säätöelimenä. Ensiöpuolen säätötoiminnan laajuuden määrää tasavirtaherätys, jonka aikaansaavat erillisille ikeille 39, 40 ja 41 sijoitetut, tässä suoritusmuodossa sarjaan kytketyt ieskäämit 42, 43, 44, 45, 46 ja 47 sekä ohjaus- tai säätöyksikkö 48.

Claims (4)

6 67978

1. Sähkölaite tasavirrankuluttajien syöttämiseen, jcka laite sisältää vaihtovirtaverkkoon liitetyn, rautasydämellä varustetun muuntajan (3), siihen liitetyn kuusipulssisen kolmivaiheisen tasasuuntausyksikön (4) sekä tasavirtaa syöttäviä läh-töliittimiä (1,2), jolloin rautasydän sisältää kolme toisesta päästä keskenään yhdistettyä vaihepylvästä (5,6,7), joiden toiset päät on yhdistetty erillisillä ikeillä (8,9,10) ja laitteessa on ieskäämit (21,22,23,24,25,26) sekä toisiinsa liitetyt ja primää-rikäämityksenä vaihtovirtaverkkoon yhdistettyihin napoihin kytketyt pylväskäämit (11,12,13), tunnettu siitä, että ieskäämit (21,22,23,24,25,26) toisiokääminä on liitetty pareittain toisiinsa ja ieskäämien (21,22,23,24,25,26) parien yhteiset pisteet on johdettu toiseen lähtöliittämistä (1,2) ja ieskäämien (21,22,23,24,25,26) muut päät on johdettu tasasuuntausyksikön (4) sisääntuloihin (27,28,29,30,31,32), jolloin toinen lähtöliitti-mistä (1,2) muodostaa tasasuuntausyksikön (4) lähdön.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkölaite, tunnet-t u siitä, että liittimien (14,15,16) ja vaihtovirtaverkon väliin on kytketty kolmivaiheinen magneettivahvistin (20), joka on tuloliittimillä (17,18,19) yhdistetty vaihtovirtaverkon vaiheisiin ja varustettu rautasydämellä, joka sisältää kolme toisesta päästä keskenään yhdistettyä vaihepylvästä (36,37,38), joiden toiset päät on yhdistetty erillisillä ikeillä (39,40,41), jolloin vaihepylväillä (36,37,38) tuloliittimien (17,18,19) ja liittimien (14,15,16) välissä on kytkettyjä pylväskäämejä (33,34,35) sekä ikeillä (39,40,41) on keskenään yhdistettyjä herätinkäämejä (42, 43,44,45,46,47), jolloin heratinkäämien (42,43,44,45,46,47) vapaat päät on yhdistetty ohjaus- tai säätöelimeen (48).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sähkölaite, t u n-n e t t u siitä, että pylväskäämit (11,12,13 tai 33,34,35) on sovitettu kolmivaiheiseksi tähti-, kolmi- tai hakatähtikytkennäksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen sähkölaite, t u n-n e t t u siitä, että muuntajan (3) ja magneettivahvistimen (20) samaan vaiheeseen kuuluvat pylväät (5,36,6,37,7,38) on varustettu yhteisellä pylväskäämillä. 7 67978