Питания для электрохимическихстанков

Номер патента: 308847

Авторы: Шитова, Длуг, Слепушкин

Скачать ZIP файл.

Текст

О П И С А Н И Е 308847ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свмв Ссветсеа Соцналнстичесннл Республинисоединением заявки ПриоритетОпубликовано 09.Ч 1,1971, Бюллетень2Дата опубликования описания 13.И 11.1971 Комитет по делам наобротеннй н отнрытнй при Совете Министров СССР. И. Слепушкин, В, М. Ш ова и Д. Я. Заявител СТОЧНИ ТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СТАНКОВ Изобретение относится к электрохимической обработке токопроводящих материалов,В мощных полупроводниковых источниках питания для электрохимических станков регулирование напряжения на электрохимическом промежутке обычно осуществляется блоком на тиристорах, включенным в первичную цепь согласующего трансформатора, При этом в каждую фазу трансформатора включают симметричный тиристор (симмистор) либо обычные тиристоры по симметричной или несимметричной антипараллельной схеме.Недостатками этих источников питания являются отстающий коэффициент мощности и длительное время отключения при корогком замыкании электрохимического промежутка,Предлагаемый источник питания для электрохимических станков отличается от известных тем, что в нем применена принудительная коммутация тиристоров, В цепь первичной обмотки согласующего трансформатора включены два параллельно соединенных блока на тиристорох, р азобщенных в нулевой точке коммутирующим конденсатором. При этом один из блоков по отношению к другому является управляющим, или они периодически меняются ролями. В последнем случае каждый блок тиристоров загружен на 50/с гьо отношению к полному току нагрузки, и, следовательно, не требуется увеличения общей установленной мощности тиристорного блока для осуществления принудительной коммутации. В источнике предусмотрено устройство, ограничивающее перенапряжение на коммути рующем конденсаторе,На фиг. 1 представлена принципиальнаясхема источника питания, оба блока 1 и 1 выполнены на обычных тиристорах 1 - 12, включенных симметрично антипараллельно; на 1 о фиг. 2 - первичная цепь источника, блоки 1и Ю выполнены па симмпсторах 13 - 18. Как в первом, так и во втором варианте блоки вклн чены в первичные обмотки 19-1, 19-2 и 19-3 согласующего трансформатора; блоки разоб щены в нулевой точке коммутирующимопденсатором 20. На фиг, 3 рабочий блок 1 выполнен по несимметричной антипараллстьпой схеме на тиристорах 21 - 23 и вентилях 2:в 26. Принудительная коммутация тприст оров 2 Э этого блока производится при помощи вспомогательного блока управления 1( на тиристорах 27 - 29, Для осуществления промежуточного переразряда коммутирующего конденсатора 20 предусмотрена цепь, состоящая из 25 тиристора 30 и дросселя 31, включенная параллельно конденсатору 20. Контур промежуточного переразряда (фиг. 4) используется в некоторых случаях и для схем, изображен.ных на фиг. 1 и 2. На фиг. 5 - 8 приведены 30 защитные устройства, предохраняющие ком.10 15 3мутирующий конденсатор от перенапряжения. В схеме на фиг, 5 ограничение осуществляется за счет передачи избыточной энергии в сеть при помощи инвертора 32, подключенного непосредственно или через выпрямитель 33 к коммутирующему конденсатору 20. В схеме на фиг. 6 избыточная энергия передается в сеть при помощи трансформаторов 34 - 3 б, включаемых параллельно конденсатору 20 через симмисторы 37 - 39. В схеме на фиг. 7 избыточная энергия передается в цепь нагрузки 40, подключаемой к трансформатору 41 через выпрямитель 42. В цепь коммутирующего конденсатора 20 при этом включают дополнительный симмистор 43, исключающий разряд конденсатора 20 на защитную цепь в период коммутации. В схеме на фиг. 8 в защитную цепь включен балластный элемент 44, который в общем случае может иметь любое соотношение между активной и реактивной составляющими сопротивления, Во всех вариантах источника вторичные обмотки 19-4, 19-5 и 19-б согласующего трансформатора через выпрямитель 45 присоединены к нагрузке 40.Источник питания работает следующим образом (фиг. 1). Пусть блок 1 будет рабочим, а блок П управляющим.Перед началом работы коммутирующий конденсатор 20 заряжается путем кратковременного открывания в каждом блоке по одному тиристору, Принудительная коммутация тиристоров - закрывание работающих тиристоров может осуществляться двумя способами. При первом из них работающий тирисгор шунтируют путем параллельного подключения к нему коммутирующего конденсатора 20 с одновременной подачей на него отрицательного напряжения, Такое подключение коммутирующего конденсатора 20, заряженного с полярностью +-, при работе тиристоров 1 и 4 с целью коммутации тиристора 4 осуществляют включением тиристора 10 управляющего блока П,После изменения знака заряда коммутирующего конденсатора 20 подается сигнал на включение тиристора б другой фазы работающего блока 1. До коммутации тиристора 4 к сети были подключены первичные обмотки 19-1 и 19-2 согласующего трансформатора, а после коммутации тиристора 4 - обмотки 19-1 и 19-3; обмотка 19-2 отключается, обмотка 19-3 подключается. Коммутация остальных тиристоров работающего блока 1 производится аналогично.При втором способе подключения коммутирующего конденсатора 20 отрицательное напряжение на коммутируемый тиристор подается путем подключения коммутирующего конденсатора 20 к последующей фазе, т. е. к фазе трансформатора, которую необходимо включить после закрывания коммутируемого тиристора, Создаются условия форсировкч нарастания тока в подключаемой фазе, Итак, при работе тиристоров 1 и 4 и коммутации 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4 тиристора 4 форсировка тока в подключаемойобмотке 19-3 осуществляется за счет включения последовательно с ней коммутирующего конденсатора 20, заряженного с полярностью- при помощи тиристора 12 управляющего блока П. В этом случае отрицательное нанря жение будет приложено к коммутируемому тиристору 4 до тех пор, пока сумма напряжений включаемой фазы С и на коммутирующем конденсаторе 20 будет превосходить величину фазового напряжения отключаемой фазы В. Включение последующего рабочего тиристора б осуществляется, как и в первом случае, после перезаряда коммутирующего конденсатора 20 до заданного напряжения. Таким образом, последний способ подключения коммутирующего конденсатора 20 можно назвать коммутацией с форсировкой, Принудительная коммутация симмисторов в схеме на фиг. 2 осуществляется аналогично.При работе источника с изменением ролей блоков тиристоров, т. е. когда блоки 1 и П попеременно становятся управляющими и рабочими, подключение коммутирующего конденсатора может осуществляться либо одним из рассмотренных способов, либо их чередованием.Для применения одного способа необходим промежуточный перез аряд коммутирующего конденсатора 20; параллельно ему включают дополнительную цепь (фиг. 4), состоящую из тиристора 30 и дросселя 31. Промежуточный перезаряд конденсатора происходит в период между рабочими коммутациями тиристоров.Принудительная коммутация тиристоров рабочего блока в схеме, приведенной на фиг. 3, осуществляется также с промежуточным пере- зарядом коммутирующего конденсатора 20. Если диапазон регулирования напряжения источника больше двух, то, как известно, выпрямитель переходит в режим прерывистых токов. В этом случае во время коммутации тиристоров коммутирующий конденсатор заряжается до момента полного прерывания ока в отключаемых первичных обмотках согласующего трансформатора. В связи с этим при больших мощностях источника коммутирующий конденсатор может заряжаться до весьма высоких напряжечий за счет записи электромагнитной энергии во всех звечьях электрической цепи источника. Ограничение напряжения перезаряда на коммутирующем конденсаторе можно осуществить тремя способами в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к источнику.Первый способ состоит в передаче избыточной энергии из цепи коммутации в питающую сеть (фиг. 5 и 6), Второй способ (фиг. 7) основан на передаче избыточной электромагнитной энергии в нагрузку - электрохимический промежуток. Третий способ (фиг. 8) состоит в ограничении тока в цепи нагрузки, для чего в цепь коммутируемых обмоток трансформатора включают дополнительный5 10 15 20 25 зо 35 40 45 ограничивающий элемент 44 (резистор, дроссель и т. п.). Во всех трех случаях защитные цепи подключаются симмисторами 37, 38, 39, 4 б только по достижении на коммутирующсм конденсаторе 20 напряжения заданной величины, необходимой для коммутации последующей пары тиристоров. В схеме на фиг. 6, с целью обеспечения заданной величины напрякения заряда на конденсаторе 20, подключается тот из трансформаторов 34, 35 и Зб, линейное напряжение которого в данный момент выше, Например, при коммутации цепи с гпристорами 3 и 2 (фиг, 1) в фазах В и А для передачи избыточной энергии в сеть включается трансформатор Зб (фиг. 6), подключенный к линейному напряжению ВС. Симмисторы 37 - 39, подключающие цепи трансформаторов 34 Зб, закрываются после прекраще. ния передачи энергии в сеть под действием напряжения сети. В схемах на фиг. 7 и 8 сим. мистор 4 б, подключающий защитные цепи, закрывается в момент начала коммутации сле. дующей пары тиристоров рабочего блока, а симмистор 43 - после подключения защит. ной цепочки симмистором 4 б,Применение принудительной коммутации тиристоров позволяет отключить источник пи. тания в течение 30 - 50 мксек при коротком замыкании электрохимического прогмежутха, что предохраняет от повреждения изделие и электроды инструмента,В момент короткого замыкания, или при снижении напряжения в электрохимическом промежутке ниже допустимого значения, подается сигнал на преждевременную коммутацию работающих тиристоров, а сигнал на открывание последующих тиристоров не подается. Если требуемый диапазон регулирования напряжения лежит в пределах двух, то для ограничения заряда коммутирующего кочденсатора в момент отключения источника при коротком замыкании целесообразно применятьять схему, представленную на фиг, 8, Симмистор 4 б может в этом случае работать в режиме опрокидывания или управления.Схемы управления тиристорами и симхгисторами не приведены, так как они могут быть выполнены по известным вариантам. Предмет изобретения 1, Источник питания для электрохимических станков с устройством регулирования на полупроводниках, например тиристорах или симмисторах, в первичной цепи согласующего трансформатора, вторичные обмотки которого через выпрямитель соединены с электрохимическюг промежутком, отличагощийся тем, что, с целью регулирования напряжения с опережагощим коэффициентом мощности и сокращения времени отключения при коротких замыканиях в элсктрохимическом промежутке, устройство регулирования выполнено в виде двух параллельно соединенных блоков, разобщенных в нулевой точке коммутирующим конденсатором.2. Источник по п, 1, отличающийся тем, что, с целью устранения перенапряжения на комгмутиругсщегм конденсаторе, параллельно ему подключено ограничивающее устройство.3. Источник по п, 2, отличающийся тем, что ограни гивающее устройство выполнено в виде трансформаторов, первичные обмотки коподключены к комму тиру ющему конденсатору через симмисторы, а вторичные обмотки подключены и фазам сети переменного напряжения, причем количество трансформаторов соответствует числу фаз питающей сети.4. Источник по п. 2, отличающийся тем, что ограничивающее устройство выполнено в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена через два последовательно соединенных симмистора к коммутирующему конденсатору, а вторичная обмотка присоединена через выпрямитель к электрохимическому промежутку.5. Источник по п. 2, отличающггйся тем, что ограничивающее устройство выполнено в виде балластного элемента, например резистора, подключенного через два последовательно соединенных сихг.;гпстора.6. Источник по п. 2, отличающийся тем, что ограничивающее устройство выполнено в виде ипвертора, включенного в сеть переменггого напряжения.7. Источник по пп. 2 и 6, отличающийся тем, что инвертор присоединен к коммутирующему конденсатору через выпрямитель.308847 л в ф фаа. В аг.Б Составитель Б. АпирлнРедактор Л, Жаворонкова Техред Е, Борисова Корректор Е, В. Исако Подписное сте Министров СССРнпографнч, пр. Сапунова,Л В Б 1 Заказ 219574 Изд.963ЦНИИПИ Комитета по делам изовретенийМосква, Ж.35, Рау Тираж 473 открытий прн С кая нао д. 4 о

Смотреть

Заявка

1289946

Е. И. Слепушкин, В. М. Шитова, Д. Я. Длуг

МПК / Метки

МПК: B23H 7/16, H03K 3/26

Метки: питания, электрохимическихстанков

Опубликовано: 01.01.1971

Код ссылки

<a href="http://patents.su/4-308847-pitaniya-dlya-ehlektrokhimicheskikhstankov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Питания для электрохимическихстанков</a>

Похожие патенты