SU1697284A1

SU1697284A1 - Источник питани электродуговой установки

Info

Publication number: SU1697284A1
Application number: SU904797535A
Authority: SU
Inventors: Виктор Гаврилович Дрючин; Виктор Иванович Жиляков; Игорь Анатольевич Коцемир
Original assignee: Коммунарский горно-металлургический институт
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-12-07

Abstract

Изобретение относитс к электроте ни- ке. Цель изобретени - повышение энергетических характеристик путем расширени диапазона регулировани Источник питани характеризуетс семейством внешних характеристик, которые позвол ют обеспечить посто нство потребл емой мощности на нагрузке при ее изменении а гакже регулировать ток и напр жение в широком диапазоне 2 ил.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может найти применение дл питани электрической энергией установок дл плазменного нагрева и других электродуговых потребителей.

Целью изобретени вл етс повышение энергетических характеристик путем расширени диапазона регулировани .

На фиг. 1 приведена блок-схема источника; на фиг. 2 - внешние характеристики.

Источник питани содержит трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь 1, состо щий из трех конденсаторов 2 и трех дросселей, каждый из которых содержит три обмотки (3-5). При этом втора обмотка А содержит меньшее число витков, нежели треть 5. Перва обмотка 3 каждого дроссел соединена последовательно с одним из конденсаторов 2 и эти цепочки соединены в треугольник, вершины которого вл ютс входами источника. Вторые обмотки 4 дросселей соединены в звезду и ее выходы соединены с входами трехфазного мостового вьтр мител 6, каждый анодный

вентиль которого зашунтирован включенным встречно ему тиристором 7. Третьи обмотки Ь дросселей также объединены в Звезду и ее выходы соединены с входами управл емого трехфазного мостового выпр мител 8. Одноименные выходы выпр мителей 6 и 8 объединены и предназначены дл подключени к нагрузке 9. Источник содержит также коммутатор 10, вход которого соединен с выходом блока 11 управлени , а каждый из трех выходов - с одним из узлов соединени первой обмотки 3 дроссел и конденсатора 2. Три вторых выхода блока 1 управлени соединены с управл ющими входами тиристоров 7, а шесть третьих выходов - с управл ющими входами тиристоров управл емого выпр мител 8. Три входа блока 11 управлени соединены с трем выходами блока 12 задани .

Блок 11 управлени содержит системы 13-15 импульсно-фаэсвого управлени , ключевые элементы 16 и 17 и инвертор 18.

Источник питани работает следующим образом.

(Л

С

В исходном состо нии с блока 12 задани поступает сигнал Uy 0 и сигналы U31, U32 на входы ключевых элементов 16 и 17, которые соответствуют ал - 0 (угол регулировани управл емого выпр мител 8) и (72 0 (угол регулировани тиристоров 7). Нулевой сигнал на входе блока 13 обеспечивает разомкнутое состо ние коммутатора 10. Кроме того, нулевой сигнал управлени , поступающий на управл ющий вход ключевого элемента 16, обеспечивает его разомкнутое состо ние и U31 на вход системы 14 импульсно-фазового управлени не поступает. Это обеспечивает закрытое состо ние вентилей управл емого выпр мител 8, т.е. разомкнутое состо ние обмоток 5. На управл ющий вход ключевого элемента 17 при этом поступает единичный сигнал (благодар наличию инверсного элемента 18), что обеспечивает подачу системой 15 импульсно-фазового управлени управл ющих импульсов на тиристоры 7 {ai - 0), т.е. обмотки 4 закорочены и индуктивно-импульсный преобразователь 1 работает в режиме короткого замыкани . Нагрузка 9 обесточена. Если U32 изменить, то изменитс угол регулировани тиристоров 7 и по нагрузке 9 будет протекать ток I --lo(1-cos 02), где lo максимальное значение выпр мленного тока в нагрузке, определ емое соотношением числа витков обмотки 3 и обмотки 4 дроссел индуктивно-емкостного преобразовател 1.

При подаче с блока 12 задани Uy 1 (условна единица) системе 13 импульсно- фазового управлени обеспечивает замкнутое состо ние коммутатора 10 и одновременное замыкание ключевого элемента 16 и размыкание ключевого элемента 17. Замыкание коммутатора 10 приведет к тому, что обмотки 3 дросселей индуктивно-емкостного преобразовател 1 соедин ютс звездой и шунтируютс конденсаторами 2, Такое соединение обес печивает то, что дроссели индуктивно-емко- стного преобразовател работают как трансформаторы напр жени , определ емые соотношение их числом витков. Так как ключ 16 замкнут, то U31 (соответствующее ) поступает на систему 14 импульсно-фазового управлени и с последней поступают управл ющие импульсы на управл емые вентили выпр мител 8. Это обеспечивает подачу на нагрузку 9 выпр мленного напр жени Uo величина которого определ етс соотношением числа витков обмотки 3 и обмотки 5 дроссел . Если Uai измен ть, что будет измен тьс угол регулировани ей, управл емых вентилей выпр 0

5

0

5

0

5

мител 8, и на нагрузке 9 будет напр жение U Uocos o.. При этом ключ 17 разомкнут или на систему 15 импульсно-фазового управлени не поступает сигнал U32, что обеспечивает закрытое состо ние тиристоров 7. Кроме того, так как обмотки 4 дросселей индуктивно-емкостного преобразовател 1 характеризуютс малым числом витков по сравнению с обмотками 5, то напр жение на них меньше, чем на обмотках 5. Поэтому вентили выпр мител 6 подперты выпр мленным напр жением выпр мител 8(до напр жени U Uocosat, при котором выпр мленное напр жение на выходе выпр мител 6 станет больше напр жени на выходе выпр мител 8) и в основном напр жение на нагрузке будет определ тьс напр жением на выходе выпр мител 8.

Если с блока задани поступает сигнал управлени Uy в виде широтно-импульсного сигнала,- который характеризуетс относительной продолжительностью /(условна единица на входе), то в течение этого интервала времени к нагрузке 9 подключен источник напр жени , а в течение второго интервала времени (относительна продолжительность (1- у) к нагрузке 9 подключен источник тока. При этом внешн характеристика источника питани характеризуетс следующими выражени ми:

U ycos «1 + (1 -у)(1 - cos од) (1)

l rRCH°s/1- + (1-y)(1-cosa2).(2)

у

Uo

пр жение в нагрузке:

где U

относительное среднее на0

5

0

5

I нагрузке;

RH

т- - относительный средний ток в

10

RHIC

относительное сопротивU0 ление нагрузки.

Согласно (1) и (2) дл различных у , а, ccz приведены на фиг. 2 внешние характеристики источника питани ,

Таким образом, источник питани характеризуетс семейством внешних характеристик , которые позвол ют обеспечить посто нство потребл емой мощности и посто нство мощности на нагрузке при ее изменении , а также регулировать ток и напр жение на нагрузке не только в област х U 1 и I 1;U 1 и i 1,нои в области U 1 и I 1, что существенно расшир ет функциональные возможности источника питани в целом.

Claims

Формула изобретени

Источник питани электродуговой установки , содержащий трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь, состо щий из трех конденсаторов и трех дросселей, каждый из которых содержит две обмотки, причем перва обмотка каждого дроссел соединена последовательно с одним из конденсаторов и эти последовательные цепочки соединены в треугольник, вершины которого вл ютс входами источника,.вторые обмотки дросселей соединены в звезду и их свободные выводы, вл ющиес трем первыми выходами преобразовател , соединены с входами трехфазного мостового выпр мител , выходы которого предназначены дл подключени к нагрузке, коммутатор , вход которого соединен с первым выходом блока управлени , а каждый из трех выходов - с узлом соединени конденсатора и первой обмоткой дросселей каждой последовательной цепочки индуктивно-емкостного преобразовател , первый вход блока управлени соединен с первым выходом блока задани , отличающийс тем, что, с целью повышени энергетических характеристик путем расширени диапазона регулировани , он до

полнительно содержит управл емый трехфазный мостовой выпр митель и три

тиристора, дроссель индуктивно-емкосгного преобразовател снабжен третьей обмоткой , число витков которой больше числа витков второй обмотки, третьи обмотки соединены в звезду, свободные выводы которой , вл ющиес вторыми трем выходами

преобразовател , соединены с входами управл емого трехфазного мостового выпр мител , выходы которого соединены согласно с выходами трехфазного мостового выпр мител , каждый вентиль анодной

группы которого зашунтирован встречно- включенным тиристором, управл ющий вход которого соединен с одним из трех вторых выходов блока управлени , каждый из шести третьих выходов которого соединен с одним из управл ющих входов тиристоров управл емого выпр мител , второй и третий входы блока управлени соединены с вторым и третьим выходами блока задани .

toli;2.

& 0