SU1704972A1

SU1704972A1 - Welding rectifier

Info

Publication number: SU1704972A1
Application number: SU904795362A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Горлов; Евгений Ефимович Гуревич; Вениамин Юрьевич Каплан; Галина Александровна Приемышева; Анатолий Лазаревич Рывкин; Александр Яковлевич Яшунский
Original assignee: Ленинградский Завод "Электрик" Им.Н.М.Шверника
Priority date: 1990-01-03
Filing date: 1990-01-03
Publication date: 1992-01-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразовательной технике , и может быть использовано в сварочных выпр мител х. Цель изобретени - повышение КПД. Трехфазный выпр митель на большие токи имеет силовой трансформатор, первичные обмотки которого , собранные треугольником, питаютс через встречно-параллельно включенные тиристоры в каждом линейном проводе. Две группы вторичных обмоток соединены в согласные звезды. При этом люба из фаз одной из вторичных обмоток подключена к объединенным анодам двух диодов выпр мительного блока, катоды которых подключены к разноименным фазам другой обмотки. Нагрузка подключена к общим точкам звезд вторичных обмоток, благодар чему продолжительность пропускани тока каждым диодом составл ет 120 электрических градусов при половинной от выпр мленного тока амплитуде. 2 ил. ёThe invention relates to electrical engineering, in particular to converter equipment, and can be used in welding rectifiers. The purpose of the invention is to increase efficiency. A three-phase high-current rectifier has a power transformer, the primary windings of which, collected by a triangle, feed through anti-parallel connected thyristors in each line wire. Two groups of secondary windings are connected into consonant stars. In this case, any of the phases of one of the secondary windings is connected to the combined anodes of two diodes of the rectifier unit, the cathodes of which are connected to the opposite phases of the other winding. The load is connected to the common points of the stars of the secondary windings, so that the duration of the passage of current by each diode is 120 electrical degrees at half the rectified current amplitude. 2 Il. yo

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразовательной технике , и может быть использовано в сварочных выпр мител х.The invention relates to electrical engineering, in particular to converter equipment, and can be used in welding rectifiers.

Современные сильноточные сварочные выпр мители обычно выполн ютс с тири- сторным регулированием по первичной стороне , а на вторичной стороне выпр мление осуществл етс неуправл емыми диодами, не требующими специальных устройств дл их парэллельной работы в каждом плече выпр млени .Modern high-current welding rectifiers are usually performed with thyristor regulation on the primary side, and on the secondary side, rectification is carried out by uncontrolled diodes that do not require special devices for their parallel operation in each straightening arm.

Известен выпр митель, имеющий равную со схемой Кюблера расчетную мощность трэнсформзюрн, но уступающий по использованию диодов.A rectifier is known that has the calculated power of a transformer, which is equal to the Kübler circuit, but inferior to the use of diodes.

Цель изобретени - повышение КПД и снижение мзлогоОлритных показателей спа- рочксго оыпрчм .челл. Постл.пленнз цельThe purpose of the invention is to increase the efficiency and reduce the proliferation of sparking indexes. Postpone goal

достигаетс включением управл емых тири- сторов в линейные сетевые провода, питающие первичные обмотки трансформатора, соединенные треугольником, при этом два тиристора в каждом проводе включаютс встречно-параллельно.achieved by the inclusion of controlled thyristors in the linear network wires supplying the primary windings of the transformer connected by a triangle, with two thyristors in each wire connected in opposite directions.

Нафиг.1 представлена принципиальна схема выпр мител ; на фиг.2 - временные диаграммы ЭДС обмоток трансформатора и диаграмма выпр мленного напр жени .Figure 1 shows a schematic diagram of a rectifier; Fig. 2 shows timing diagrams of the EMF of the transformer windings and the rectified voltage diagram.

Выпр митель содержит .трехфазный силовой трансформатор 1, три первичные обмотки 2 которого соединены в треугольник и две трехфазные группы вторичных обмоток 3 и 4, соединенные в согласные звезды, при этом одна группа 3 подключена к анодам иыпрлмшельного блока, состо щего из неуправл емых диодов 11-16. друга группа 4 подключено к катодам тех же диодов.The rectifier contains a three-phase power transformer 1, three primary windings 2 of which are connected in a triangle and two three-phase groups of secondary windings 3 and 4 connected to consonant stars, while one group 3 is connected to the anodes of a direct current unit consisting of uncontrolled diodes 11 -sixteen. another group 4 is connected to the cathodes of the same diodes.

V ОV o

N Ю VI ЮN Yu VI Yu

при этом диоды 11-10 соединены о кольцо, в котором поплпно об одипг:ни лноди и катоды . Питание первичных оомоток от сети осуществл етс через 3 группы встречно- парпллельно включенных упрпг-.л емых ти- ристоров 5-10, установленных п линейных проводах.In this case, diodes 11–10 are connected to a ring in which there is no difference between the diodes and the cathodes. The mains primary power supply is supplied through 3 groups of parallel-connected controlled thyristors 5-10 installed in linear wires.

Устройство работает следующим обрэ- сом.The device works as follows.

На холостом ходу при иолнофазном включении тиристоров работа схемы практически не отличаетс от работы в известном устройстве, так как при полностью открытых тиристорах, ток. протекающий по обмоткам трансформатора, образует в его стержн х трехфазный симметричный синусоидальный поток.At idle when the thyristor is turned on with the phase-switching phase, the operation of the circuit is almost the same as in the known device, since with the thyristors fully open, the current is. flowing through the transformer windings, forms a three-phase symmetric sinusoidal flow in its rods.

Выпр мленное напр жение холостого хода о этом случае полностью соответствует расчетным соотношени м в известном устройстве .The rectified idle voltage in this case fully corresponds to the calculated ratios in the known device.

Проводимость тирысторов в этом режиме благодар большой индуктивности трансформатора равна 180 эл.град.. а проводимость диодов 60 эл.град.The conductivity of thyristors in this mode, due to the large inductance of the transformer, is 180 electr. Grad. And the conductivity of the diodes is 60 el.grad.

Под нагрузкой индуктивность трансформатора уменьшаетс , тем самым уменьшаетс проводимость тиристоров и при определенном токе нагрузки она становитс равной 60 эл.град. Работа выпр мител в этом режиме иллюстрируетс диаграммами фиг.2. На диаграмме а) изображены синусоиды фазных первичных напр жений, на диаграмме б) фазна ЭДС вторичной обмотки, наход щейс на стержне, на котором расположена первична обмотка фазы А, на диаграмме в) фазна ЭДС вторичной обмотки, наход щейс на стержне, на котором расположена первична обмотка фазы В, на диаграмме г) фазна ЭДС вторичной обмотки, наход щейс на стержне, на котором расположена первична обмотка фазы С. на диаграмме д) представлено выпр мленное напр жение на выходе выпр мител .Under load, the inductance of the transformer decreases, thereby reducing the conductivity of the thyristors, and at a certain load current, it becomes 60 electrical degrees. The operation of the rectifier in this mode is illustrated by the diagrams of FIG. 2. Diagram a) shows the sinusoids of the phase primary voltages, in diagram b) the phase EMF of the secondary winding located on the rod on which the primary winding of phase A is located, in diagram c) the phase EMF of the secondary winding located on the rod on which the primary winding of phase B, in diagram d) the phase EMF of the secondary winding located on the rod on which the primary winding of phase C is located. In diagram e) the rectified voltage at the output of the rectifier is shown.

Рассмотрим интервал времени 0-02. В этом интервале максимальным положительным напр жением вл етс линейное напр жение АВ, которое при подаче управл ющих сигналов открывает тиристо- ры 5 и 6. Во вторичной обмотке фазы А, благодар протеканию поперг.ичной обмотке тока, наводитс ЭДС. при этом во вторичных обмотках фаз В и С наводитс противофазна ЭДС половинной амплитуды . При наличии угла фазового регулировани начало проводимости указанных тиристоров задерживаетс нз этот угол (точка Oi). Через .60 эл.град. в момент времени, соответствующего точке 02, напр жение АВ сравниваетс с напр жением АС и далееConsider the time interval 0-02. In this interval, the maximum positive voltage is the linear voltage AB, which, when the control signals are applied, opens thyristors 5 and 6. In the secondary winding of phase A, due to the flow of the transverse current winding, an emf is induced. at the same time, in the secondary windings of phases B and C, an antiphase emf of half amplitude is induced. In the presence of a phase control angle, the beginning of the conductivity of these thyristors is delayed by this angle (point Oi). Via .60 el.grad. at the time point corresponding to point 02, the voltage AB is compared with the AC voltage and then

напр жение АС возрастает, а напр жение АВ падает, т.е. происходит коммутаци тиристоров 5 и 6 на тиристоры 5 и 7, но при наличии заданного угла регулировани коммутаци задерживаетс на этот угол (точка Оз).AC voltage increases, while AB voltage decreases, i.e. thyristors 5 and 6 are switched to thyristors 5 and 7, but in the presence of a given control angle, switching is delayed by this angle (point Oz).

Включение тиристоров 5 и 7 позвол ет пройти току в первичной обмотке фазы С, причем направление тока противофазно фа0 зе А в предыдущем такте и во вторичной обмотке фазы С наводитс ЭДС, также противоположного фазе А направлени , при этом во вторичных обмотках фаз А и В индуктируетс ЭДС половинной амплитуды иTurning on the thyristors 5 and 7 allows current to flow in the primary winding of phase C, and the current is directed antiphase phase A in the previous cycle and in the secondary winding of phase C is induced by an electromotive force also opposite to phase A of the direction, while Emf of half amplitude and

5 противоположного направлени ЭДС фазы С в данном такте.5 opposite to the direction of the emf of phase C in a given clock cycle.

Еще через 60 эл.град. напр жение АС уравниваетс с напр жением ВС и через продолжительность угла регулировани After 60 el.grad. AC voltage is equalized with AC voltage and through the duration of the control angle

0 происходит коммутаци тиристоров 5 и 7 на 8 и 7. В этом случае ток проходит по первичной обмотке фазы В в том же направлении, что и в фазе А в интервале 0-02. Во вторичной обмотке фазы В наводитс ЭДС того же0, thyristors 5 and 7 are switched to 8 and 7. In this case, the current passes through the primary winding of phase B in the same direction as in phase A in the interval 0-02. In the secondary phase B, an emf of the same is induced

5 направлени , при этом во вторичных обмотках фаз А и С также индуктируетс ЭДС половинной амплитуды и противоположного направлени ЭДС фазы В в данный момент и т.д.5, while in the secondary windings of phases A and C also emf is induced by half amplitude and opposite direction of emf of phase B at the moment, etc.

0Рассмотрим процесс выпр млени дл тех же периодов времени в соответствии с диаграммами б), в) и г).0 Consider the process of rectification for the same periods of time in accordance with diagrams b), c) and d).

В период времени, соответствующий интервалу положительного напр жени АВIn the period of time corresponding to the interval of positive voltage AB

5 (интервал Oi-Оз), к диоду 11 приложена сумма ЭДС фазы А из звезды анодной группы и ЭДС фазы В из звезды катодной группы, к диоду 12 приложена сумма ЭДС той же фазы А из звезды анодной группы и ЭДС фазы С5 (interval Oi-Oz), the sum of the emf of phase A from the star of the anode group and the emf of phase B from the star of the cathode group is applied to the diode 11, the sum of the emf of the same phase A from the star of the anode group and phase emf C

0 из звезды катодной группы, которые вл ютс абсолютно одинаковыми, что позвол ет одновременно открыватьс этим диодам и проводить ток параллельно. При суммировании следует учитывать, что ЭДС звезд0 from the star of the cathode group, which are absolutely the same, which allows these diodes to simultaneously open and conduct current in parallel. When summing, it should be borne in mind that the EMF

5 анодной и катодной группы к диодам прикладываютс противофазно. В следующие 60 эл.град. равные суммы ЭДС прикладываютс к диодам 12 и 13, которые провод т ток параллельно и т.д.5 anodic and cathodic groups are applied to the diodes in antiphase. In the next 60 el.grad. equal amounts of emf are applied to the diodes 12 and 13, which conduct the current in parallel, etc.

0Кривые фазных токов первичных обмоток полностью повтор ют кривые фазных ЭДС вторичных обмоток диаграмм б), в) и г), а кривые фазных токов вторичных обмоток соответствуют их положительным значени5 м дл анодной группы и отрицательным значени м дл катодной группы.0 The phase current curves of the primary windings completely repeat the phase EMF curves of the secondary windings of diagrams b), c) and d), and the phase current curves of the secondary windings correspond to their positive values of 5 m for the anode group and negative values for the cathode group.

Таким обрззом. достоинством предлагаемого выпр мител вл етс параллельна работа двух диодов одновременно в каждом такте выпр млени , при этом отсутствуют электромагнитные элементы, необходимые в известных устройствах (схема Кюблерз).So much for that. The advantage of the proposed rectifier is the parallel operation of two diodes simultaneously in each rectification step, while there are no electromagnetic elements necessary in known devices (Küblers circuit).

Расчет мощностей обмоток, исход из представленных диаграмм, показывает, что расчетна мощность первичных обмоток равна 1.04 Ро, расчетна мощность вторичных обмоток равна 1,48 Ро и типова мощность трансформатора будет 1,26 Р0. где Ро - мощность на выходе выпр мител . The calculation of the power of the windings, based on the diagrams presented, shows that the calculated power of the primary windings is 1.04 Ro, the calculated power of the secondary windings is equal to 1.48 Ro and the typical power of the transformer is 1.26 Ro. where Ro is the power at the output of the rectifier.

В каждом такте выпр млени амплитуда тока, протекающего черезтиристор в 1,5 раза превышает амплитуду тока в первичной обмотке, котора о данный момент времени генерирует ЭДС, а в двух других обмотках протекает ток, равный полопине тока о генерирующей обмотке. Именно благодар зтомусхема магнитно уравновешена и потоки вынужденного намагничивани отсутствуют .In each step of rectification, the amplitude of the current flowing through the thyristor is 1.5 times greater than the amplitude of the current in the primary winding, which emf generates at a given time, and a current equal to the half current of the generating winding flows in two other windings. It is thanks to this that the circuit is magnetically balanced and there are no flows of forced magnetization.

Как следует из вышеизложенного, загрузка трансформатора и выпр мительных диодов в предлагаемой схеме полностью соответствует схеме выпр млени дл больших токов (схема Кюблера). Однако, отсут- ствие уравнительного реактора позвол етAs follows from the foregoing, the loading of the transformer and the rectifying diodes in the proposed scheme is fully consistent with the rectifying circuit for high currents (Kubler circuit). However, the absence of an equalization reactor allows

существенно снижать энергоемкость выпр мител к сокращать его габариты и массу .significantly reduce the energy consumption of the rectifier to reduce its dimensions and weight.

По предлагаемой схеме изготовлен и испытан опытны й образец выпр мител на ток 1600 А. Результаты испытаний положительные .According to the proposed scheme, an experimental sample of a rectifier for a current of 1600 A was manufactured and tested. The test results are positive.

Claims

Claims of the invention A welding rectifier comprising a three-phase transformer and a rectifying unit made of six semiconductor valves, the primary windings of the transformer connected by a triangle, and two three-phase secondary windings connected in two consonant stars, each of the secondary windings of one star connected to the connection point anodes of two valves, the cathodes of which are connected to the different-phase windings of another star, and the load is connected between the common points of the secondary windings, characterized in that, order to increase efficiency, it is provided with three pairs sstrechno-parallel connected thyristors, each of which is incorporated in the corresponding power line wire rectifier.

I | R / m.

to

rlrv rvNTNf rNTNTN-Nr

P I

: i i

H-4