Сварочный выпрямитель

ОГОЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСГИ ЕСКИХеспублик Ц 1704972,:;,;.п,;4ггЗг. . ( 3 ОП ИСАЧ И Е И ЗО БР ЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вод "Электрик ревич, В.Ю. Каплан Рывкин, А,Я. Яшун льство СССР /12. 1966.ПРЯМИТЕЛЬсится к электротехниобразовательной техь использовано в лях. Цель изобрете, Трехфазный выпряке, вникесва ные сварочные няются с тири первичной сто- Е ВЫПРЯЛ 1 ЛЕНИЕ л 1 ыл 1 и диодами, х устройств для ждом плече выовишение КПД и показателей слз(21) 4795362/27 (22) 03.01.90(57) Изобретение отноке, в частности к пренике, и может бытсварочных выпрямите ния - повышение КПД зобретение относится к электротехничастности к преобразовательной техи может быть использовано в рочных выпрямителях.Современные сильноточвыпрямители обычно выпалсторным регулированием пороне. а на втори ной стороносуществляется неуправляене требующими специальныих параллельной работы в капрялления.Известен выпрял 1 итель, илеощий равную со схемой Кпблера расчетную мощность трансфор; зора, но усгупаощий по использова Ию диодов,Цель изобреения - пСНИжЕН 11 Е Л 1 аЛОГЭГгаРИТНЫХроого выгря 1 ф,1 ля, Поставеннзя цель митель на большие токи имеет силовой трансформатор, первичные обмотки которого, собранные треугольником, питаются через встречно-параллельно включенные тиристоры в каждом линейном проводе. Две группы вторичных обмоток соединены в согласные звезды, При этол 1 любая из фаз одной из вторичных обмоток подключена к объединенным анодам двух диодов выпрямительного блока, катоды которых подключены к разноименным фазам другой обмотки. Нагрузка подключена к общим точкам звезд вторичных обмоток, благодаря чел 1 у продолжительность пропускания тока каждым диодом составляет 120 электрических градусов при половинной от выпрямленного тока амплитуде. 2 ил,достигается включением управляемых тиристоров в линейные сетевые провода, питающие первичные обмотки трансформатора, соединенные треугольником, при этом два тиристора в каждом проводе включаются встречно-параллельно.Нафиг,1 представлена принципиальная схема выпрямителя; на фиг.2 - временные диаграммы ЭДС обмоток трансформатора и диаграмма выпрямленного напряжения.Выпрямитель содержит л рехфазный силовой трансформатор 1, три первичные обмотки 2 которого соединены в треугольник и две трехфазные группы вторичных обл 1 оток 3 и 4, ссединенные в согласные звезды, при этом одна группа 3 подключена к анодам выпрял 111 ельного блока, состоящсго из неуправляемых диодов 11- 16, другая группа 4 подклОлена к катодал 1 1 ех же диодов, 1704972при этом диоды 11-16 сосди 11 ен 1 в кольцо,в котором по 112011 о Об.,еди 11 пнн аноды и катоды. Г 1 итйниг 11 ервичнОх Обмоток От сетиосу 1 цествлдется через 3 гру 1 н 1 ы встречнопараллельно вкл оченных управ:лдемых тиристоров 5-10, устанозленных в линейныхпроводах.Устройство работает следующим образом,На холостом ходу при 1 олнофазном 10включении тиристоров работа схемы практически не отли кается от работы в известном устройстве, так как при полностьюоткрытых тиристорах, ток, протекающий пообмоткам трансформатора, образует в его 15стержнях трехфазный симметричный синусоидальный поток.Выпрямленное напряжение холостогохода в этом случае полность 1 о соответствуетрасчетным соотношениям в известном устройстве.Проводимость тиристоров в это 1 л режиме благодаря большой индуктивноститрансформатора равна 180 эл.град., а проводимость диодов 60 эл.град. 25Под нагрузкой индуктивность трансформатора уменьшается, тем самым уменьшается проводимость тиристоров и приопределенном токе нагрузки она становится равной 60 эл,град. Работа выпрямителя в 30этом режиме иллюстрируется диаграммамифиг.2, На диаграмме а) изображены синусоиды фазных первичных напряжений, на диаграмме б) фазная ЭДС вторичной обмотки,находящейся на стержне, на котором расположена первичная обмотка фазы А, на диаграмме в) фазная ЭДС вторичной обмотки,находящейся на стержне, на которо 1 л расположена первичнад обмотка фазы В, на диаграмме г) фазная ЭДС вторичной обмотки, 40находящейся нд стержне, яа котором расположена первичнад обмотка фазы С, на диаграмме д) представлено выпрямленноенапряжение на выходе выпрямителя.Рассмотрим интервал времени 0-02. В 45 этом интервале максимальным положительным напряжением является линейное напряжение АВ, которое при подаче управляющих сигналов открывает тиристоры 5 и 6, Во вторичной обмотке фазы А, 50 благодаря протеканию по первичной обмотке тока, наводится ЗДС. при этом во вторичных обмотках фаз В и С наводится противофазная ЭДС половинной амплиту- дЫ. При наличии угла фазового регулирова ния начало проводимости указанных Т 11)исторов заде рл.иваетсд нэ этот угол (точка 01). Через 60 эл.град. в момент врелени, соответствующего точке 02, напряжение АВ сравнивается с напряжение 1 АС и далее напряжение АС возрастает, а напряжениеАВ падает, т,е, происходит коммутация тиристоров 5 и 6 на тиристоры 5 и 7, но приналичии заданного угла регулирования коммутация задерживается на этот угол (точкаОэ)Включение тиристоров 5 и 7 позволяетпройти току в первичной обмотке фазы С,причем направление тока противофазно фазе А в предыдущем такте и во вторичнойобмотке фазы С наводится ЭДС, также противоположного фазе А направления, приэтом во вторичных обмотках фаз А и В индуктируется ЭДС половинной амплитуды ипротивоположного направления ЭДС фазыС в данном такте,Еще через 60 эл.град, напряжение АСуравнивается с напряжением ВС и черезпродолжительность угла регулированияпроисходит коммутация тиристоров 5 и 7 на8 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 наводится ЭДС того женаправления, при этом во вторичных обмотках фаэ А и С также индуктируется ЭДСполовинной амплитуды и противоположного направления ЭДС фазы В в данный момент и т.д.Рассмотрим процесс выпрямления длятех же периодов времени в соответствии сдиаграммами б), в) и г),В период времени, соответствующийинтервалу положительного напряжения АВ(интервал 01-0 з), к диоду 11 приложена сумма ЭДС фазы А иэ звезды анодной группы иЭДС фазы В из звезды катодной группы, кдиоду 12 приложена сумма ЭДС той же фазыА из звезды анодной группы и ЭДС фазы Сиз звезды катодной группы, которые являются абсолютно одинаковыми, что позволяет одновременно открываться этим диодами проводить ток параллельно. При суммировании следует учитывать, что ЭДС эвезданодной и катодной группы к диодам прикладываются противофазно. В следующие60 эл.град, равные сул 1 мы ЭДС прикладываются к диодам 12 и 13, которые проводят токпараллельно и т.д.Кривые фазных токов первичных обмоток полностью повторяют кривые фазныхЭДС вторичных обмоток диаграмм б), в) и г).а кривые фазных токов вторичных обмотоксоответствуют их положительным значениям для анодной группы и отрицательнымзначениям для катодной группы.Таким образом. достоинством предлагаемого выпрямителя является параллельная работа двух диодов одновременно вкаждом такте выпрдмпенид, при этом отсут 1704972ствуют электромагнитные элементы, необходимые в известных устройствах (схема Кюблера),Расчет мощностей обмоток, исходя из представленных диаграмм, показывает, что расчетная мощность первичных обмоток равна 1,04 Ро, расчетная мощность вторичных обмоток рзана 1,48 Ро и типовая мощность трансформатора будет 1,26 Ро. где Ро - мощность на выходе выпрямителя,В каждом такте выпрямления амплитуда тока, протекающего через тиристор в 1,5 раза превышает амплитуду тока в первичной об лотке, которая в данный момент времени генерирует ЭДС, а в двух других обмотках протекает ток, равный половине тока о генерирующей обмотке. Именно благодаря зтомусхема магнитно уравновешена и потоки вынужденного намагничивания отсутствуют.Как следует из вышеизложенного, загрузка трансформатора и выпрямительных диодов в предлагаемой схеме полностью соответствует схеме выпрямления для больших токов (схема Кюблера). Однако, отсутствие уравнительного реактора позволяет существенно снижать энергоемкость выпрямителя и сокращать его габариты и массу,По предлагаемой схеме изготовлен и ис 5 пытан опытный образец выпрямителя на ток1600 А. Результаты испытаний положительные.Формула изобретенияСварочный выпрямитель, содержащий10 трехфазный трансформатор и выпрямительный блок, выполненный из шести полупроводниковых вентилей, причем первичныеобмотки трансформатора соединены треугольником, а две трехфазные вторичные об 15 мотки соединены в две согласные звезды,при этом каждая из вторичных обмоток одной звезды подключена к точке соединенияанодов двух вентилей, катоды которых подключены к раэнофазным обмоткам другой20 звезды, а нагрузка включена между общимиточками вторичных обмоток, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД,он снабжен тремя парами встречно-параллельно соединенных тиристоров, каждая из25 которых включена в соответствующий линейный провод питания выпрямителя.1704972 Составитель В. Грибовалениченко Техред М.Моргентал дакто рректор О, Ципле Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 101 аказ 152 Тираж Подписное ВНИИПИ Государств-,нного комитета по изобрегничм и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5