Источник питания электродуговой установки

(57) Изобретение о ке, Цель изабрете тических характер диапазона регули ния характеризуе характеристик, ко чить постоянство на нагрузке при ее лировать ток и на, пазоне. 2 ил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВтоРСК 0 МУ СВИДЕТЕЛЬСт(56) Милях А.НВолков И,В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостного преобразователя, - Киев; Науковдумка, 1974, с. 189, рис, 130,Авторское свидетельство СССРК". 4608883, кл, Н 05 В 7/18, 1989. Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для питания электрической энергией установок для плазменного нагрева и других электродуговых потребителей,Целью изобретения является повышение энергетических характеристик путем расширения диапазона регулирования.На фиг. 1 приведена блок-схема источника; на фиг, 2 - внешние характеристики,Источник питания содержит трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь 1, состоящий иэ трех конденсаторов 2 и трех дросселей, каждый из которых содержит три обмотки (3 - 5), При этом вторая обмотка 4 содержит меньшее число витков, нежели третья 5, Первая обмотка 3 каждого дросселя соединена последовательно с одним из конденсаторов 2 и эти цепочки соединены в треугольник, вершины которого являются входами источника, Вторые обмотки 4 дросселей соединены в заезду и ее выходы соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя б, каждый анодный 5 Н 05 В 7/18, 7/144, 6 05 Г 3/О 54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЗЛЕКТРОДУГВОЙ УСТАНОВКИ тносится к электроте ниния - повышение энергеистик путем расширения рования, Ис 1 оцник пита-ся семейством внешних торые позволяют обеспепотоебляемой мощности изменении, а также регупряжение в широком диавентиль которого зашунтирован включенным встречно ему тиристором 7. 1 ретьи обмотки 5 дросселей также объединены в Звезду и ее выходы соединены с входами управляемого трехфазного мостового выпрямителя 8. Одноименные выходы выпрямителей б и 8 объединены и предназначены для подключения к нагрузке 9. Источник содержит также коммутатор 10, вход которого соединен с выходом блока 11 управления, а каждый из трех выходов - с одним из узлов соединения первой обмотки 3 дросселя и конденсатора 2. Три вторых выхода блока 1 управления соединены с управляющими входами тиристоров 7, а шесть третьих выходов - с управляющими входами тиристоров управляемого выпрямителя 8. Три входа блока 11 управления соединены с тремя выходами блока 12 задания,Блок 11 управления содержит системы 13-15 импульсно-фазового управления, ключевые элементы 16 и 17 и инвертор 18,Источник питания работает следующим образом.мителя 8, и на нагрузке 9 будет напряжение О = Оосоз а 1, При этом ключ 17 разомкнут или на систему 15 импульсно-фазового управления не поступает сигнал Оэг, что обес печивает закрытое состояние тиристоров 7,1(роме того, так как обмотки 4 драсселей индуктивно-емкостного преобразователя 1 характеризуются малым числом витков по сравнению с обмотками 5, то напряжение 10 на них меньше, чем на обмотках 5, Поэтомувентили выпрямителя 6 подперты выпрямленным напряжением выпрямителя 8(до напряженияя О = Оосоза 1, и ри котором выпрямленное напряжение на выходе вы прямителя 6 станет больше напряжения на В исходном состоянии с блока 12 задания поступает сигнал Оу =- 0 и сигналы Оз 1, Озг на входы ключевых элементов 16 и 17, которые соответствуют о 1 -- 0 (угол регулиравэния управляемого ВЫГ 1 рямителя 8) и Ог= 0(угол регулирования тир лсторав 7), Нулевой сигнал на входе блока 13 обеспечивает разомкнутое состояние коммутатора 10, (роме того, нулевой сигнал управления, поступающий на управляющий вход ключевого элемента 16, обеспечивает его разомкнутое состояние и О,З 1 на вход системы 14 импульсно-фазового управления не поступает, Это обеспечивает закрытое состояние вентилей управляемого выпрямителя 8, т,е, разомкнутое состояние обмоток 5, На управляощий вход клочевого элемента 17 при агом поступает единичный сигнал (благодаря наличию инверсного элемента 18). что обеспечивает подачу системой 15 импульсно-фазового управления управляющих импульсов на тиристары 1(йг = О), т.е. обмотки 4 закорочены и индуктивно-импульсный преобразователь 1 работает в режиме короткого замыкания. Нагрузка 9 обесточена, Если Озг изменить, та изменится угол регулирования тиристорон 7 и па нагрузке 9 будет протекать ток =-о(1- соз аг), где о =- максимальное значение выпрямленного ока н нагрузке, определяемое соотн:шением числа витков обмотки 3 и обмотки 4 дро "селя инруктивно-емксстнаго преобразователя 1.При подаче с блока 12 задания Оу = 1 (условная единица) системе 13 импульсно- фазового управления обеспечивает замкнутое состояние коммутатора 10 и одновременное замыкание ключевого элемента 16 и оазмыкание ключевого элемента 17. Замыкание коммутатора 10 приведет к тому, что обмотки 3 дросселей индуктинно-емкостного преобразователя 1 соединяются "звездой" и шунтируютс я конденсаторами 2. Такое соединение обес печинает то, что дроссели ив дуктинно-емкостного преобразователя работают как трансформаторы напряжения, определяемые соотношение их числом витков. Так как ключ 16 замкнут, то О,1 (соответствующее а 1= О) поступает на систему 14 импульсно-фазового управления и с последней поступают уп равля ющие им пул ьсы на управляемые вентили выпрямителя 8, Зто обеспечивает подачу на нагрузку 9 выпрямленнога напряжения Оо. величина которого определяется соотношением числа витков обмотки 3 и обмотки 5 дросселя. Если О 1 изменять, чта будет изменяться угол регулирования а 1, управляемых вентилей выпря 20 25 30 35 40 45 50 55 выходе выпрямителя 8) и в основном напряжение на нагрузке будет определяться напряжением на выходе выпрямителя 8,Если с блока задания поступает сигналуправления Оу н виде широтно-импульсногосигнала, который характеризуется относительной продолжительностью у(условнаяединица на входе), та в течение э,ого интервала времени к нагоузке 9 подключен источник напряжения, а в течение второгоинтервала времени (отнасительная продолжительность (1- у) к нагрузке 9 подключенисточник тока, При этом внешняя характеристика источника питания характеризуется следующими выражениями;О= усоз а 1 +(1- у)(1 - соз аг) йн, (1)1 =, -"- + ( 1 - у ) ( 1 - соз аг ), (2)где О = -- относительное среднее наОпряжение в нагрузке:---- относительный средний так вонагрузке,Ян оЯ =, - относительное сопративОоление нагрузки.Согласно (1) и (2) для различных у, а 1,а 2 приведены на фиг. 2 внешние характеристики источника питания,Таким образом, источник питания характеризуется семействам внешних характеристик, которые позволяют обеспечитьпостоянство потребляемой мощности и постоянство мощности на нагаузке при ее изменении, а также регулировать так инапряжение на нагрузке не только в областях О 1 и 11; О- ; и + ", но ив области О1 и1, что существеннорасширяет функциональные возможностиисточника питания в целом,Формула изобретенияИсточник питания электрадугавой установки, содержащий трехфазный индуктив 1697284но-емкостный преобразователь, состоящий из трех конденсаторов и трех дросселей, каждый из которых содержит две обмотки, причем первая обмотка каждого дросселя соединена последовательно с одним из конденсаторов и эти последовательные цепочки соединены в треугольник, вершины которого являются входами источника, вторые обмотки дросселей соединены в звезду и их свободные выводы, являющиеся тремя первыми выходами преобразователя, соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя, выходы которого предназнзчены для подключения к нагрузке. коммутатор, вход которого соединен с первым выходом блока управления, а каждый из трех выходов - с узлом соединения конденсатора и первой обмоткой дросселей каждой последовательной цепочки индуктивно-емкостного преобразователя, первый вход блока управления соединен с первым выходом блока задания, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергетических характеристик путем расширения диапазона регулирования, он до полнительно содержиг управляемый трехфазный мостовои выпрямитель и три тиристора, дроссель индуктивно-емкосгно го преобразователя снабжен третьей обмоткой, число витков которой больше числа витков второй обмотки, третьи обмотки соединены в звезду, свободные выводы которой, являющиеся вторыми тремя выходами 10 преобразователя, соединены с входами управляемого трехфазного мостового выпрямителя, выходы которого соединены согласно с выходами трехфазного мостового выпрямителя, каждый вентиль анодной 15 группы которого зашунтирован встречновключенным тиристором, управляющий вход которого соединен с одним из трех вторых выходов блока управления, каждый из шести третьих выходов которого соеди нен с одним из управляющих входов тиристоров управляемого выпрямителя, второй и третий входы блока управления соединены с вторым и третьим выходами блока задания.РБСоставитель Е. КосареТвред М,Моргентал актор Г. Герб ррек зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина 10 з 4317 Тираж ПодписноеВНИИПИ осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5