Устройство для испытания вентилей

(23) Приоритет -теенный кометсссрам нзооретеннйоткрытий асуд 3) УДК 621,382, .2 (088.8) публиковано 05,05.79. Бюллетень 17 ликования описания 15.05.7(71) Заяви 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЕНТИЛ Изобретение касается контроля и испытаний вентилей, конденсаторов и реакторов в режимах, характерных для их работы всхемах преобразователей.Известно устройство для испытания вентилей, содержащее трансформатор пита-5ия и схемные ячейки, начала которых соединены с общей точкой трансформатора, а концы с его фазными выводами. Обшей точкой трансформатора служит средняя точка его вторичных обмоток или точка, образованная вентилями, подключенными к егофазным выводам 1 .Известно также устройство для испытаний вентилей, содержащее трансформатор с обшей точкой и схемные ячейки,начала ячеек соединены с обшей точкой трансформатора, а концы - с его фазовыми выводами. Эти устройства позволяют воспроизводить режим работы вентилей и других элементов схем преобразователей с частотой питающего устройства напряжения. Они просты в наладке и надежны в эксплуатации 21,Недостатком этих устройств является взаимное влияние работающих ячеек, влияние на форму напряжения питающей сети, не равномерность загрузки трансформатора питания и питающей сети, невысокий коэффициент мощности и невозможность воспроизведения режимов испытаний с частотой, отличаюшейся от частоты питающего напряжения.Указанные особенности свидетельствуют о том, что эти устройства применяются в тех случаях, когда требуется испытание вентилей и других элементов схем преобразователей на промышленной частоте, при этом мощность питающей сети значительно больше мощности, потребляемой устройством.Однако во многихслучаях требуется проводить испытания, исследования, тренировку и входной контроль вентилей, конденсаторов и реакторного оборудования преобразователей при наличии относительно маломощной питаюшей сети и при этом сводить к минимуму влияние устройства на форму питающего напряжения и тока в сети, поскольку от этой сети могут питаться другие потребители, чувствительные к помехам, обеспечивать заданную точность воспроизведения режимов испытаний, исключив влияние ячеек, обеспечивать высокий коэффициент мощности, потребляемой из сети, малые потери мощности, равномерную загрузку фаз" воспроизведение заданных режимов испытаний в широком диапазоне частот (от значений близких к нулю до 10000 Гц и выше),характерных для работы вентилей и других 5элементов в схемах преобразователей, полу - чивших распространение в последнее время,например агрегатах бесперебойного питания потребителей тока повышенной частоты,высокочастотных источниках питания устайовок термической обработкй металлов,преобразователях для частотно-регулируемогоэлектропривода, преобразователях постоянного напряжения в постоянное и т. д.Целью изобретения является расширение- диапазона частот и повышение энергетических показателей.Поставленная цель достигается тем, чтоячейка снабжена диодом и последовательносоединенными дополнительной индуктивно тьв и вентилями, причем дополнительнаяиндуктивность соединена с накопительной 20индуктивностью, а вентили соединены с концами ячейки, а общая точка этих индуктивностей соединена через указанный диод сначалом схемной ячейки.На фиг. 1 изображен вариант схемы устройства с двумя схемными ячейками; нафиг. 2 - эпюры токов и напряжений в различных точках схемы,Каждая схемная ячейка 1 имеет ветви 2и 3, состоящие из последовательно включен. ньцс первого вентиля 4, 5, индуктивности 6, ЗО7 и второго вентиля 8, 9. Общие точки 10,11 первых вентилей и индуктивностей соединены между собой через конденсатор 12 иограничительную индуктивность 13. Парал- лельно первым вентилям 4 и 5 через разделительные диоды 14 и 15 подключена ограничительная емкость 16 и узел 17 регулирования напряжения на ней, выполненный, на пример в виде ветви из соединенных последовательно сопротивления и стабилитроновили по схеме инвертора, ведомого сетью, 4 ОНачала ветвей 2 и 3 подключены к среднемувыводу 18 обмотки трансформатора 19, аконцы в каждой ячейке подключены к фазным выводам 20, 21 и 22 через соединенныепоследовательно накапливающую и дополнительную индуктивности 23, 24 и вентили25, 26 и 27. Параллельно цепи, образованной последовательно соединенными схемнойячейкой 1 и накапливающей индуктивностью24, между точками 18 и 28 включен диод 29. при коммутации приборов и т. д, Эти элементы могут испытываться одновременно с испытанием вентилей 4, 5, 8 и 9.Устройство работает следующим образом.Пусть на вентили 25, 26 и 27 поданы управляющие импульсы и выпрямленное напряжение трансформатора 19 приложено к схемной ячейке 1 с полярностью плюс сверху, а минус снизу. В интервале 1 - 1 ъ вентили 4, 8 открыты, и через них и индуктивности 6, 23 и 24 протекает испытательный ток (, (фиг. 2 а, д, ж). Конденсатор 12 заряжен с полярностью плюс слева, а минус справа до испытательного напряжения 1.1, которое через вентили 4 и 8 приложено в прямом направлении к вен- . тилю 5 (фиг, 2, г) и в обратном - к вентилю 9. Конденсатор 16 также заряжен до 1 А с полярностью плюс сверху, а минус снизу.В момент 1 управляющим импульсом отпирают вентиль 5 и под действием емкос,и 12 ток переводится с вентиля 4 на вентиль 5 с требуемой скоростью измененияд 1/с 11 (фиг. 2 а, в). В момент 1 г вентиль 4 запирается.В интервале 1 - 1 в происходит перезаряд емкости 12 по контуру, включающему вентили 5 и 8, индуктивности 13, 6, 23 и диод 29 (фиг, 2 в, д. е). При этом в интервале 1 з - 1 ток в контуре перезаряда увеличивается в момент 1 достигает амплитудного значения, Убывающее напряжение емкости 12 приложено в этом интервале к вентилю 4 в обратном направлении (фиг. 2, б) обеспечивает восстановление его управляющих свойств, и в момент 1 становится равным нулю. В интервале 1 - 1 ток в контуре перезаряда уменьшается, а напряжение на емкости возрастает с требуе.мой скоростью йЦй. Конденсатор 12 заряжается с полярностью плюс справа, а минус слева, и его напряжение прикладывается к вентилям 4 и 9 в прямом направлении.В момент 1 уменьшающийся ток перезаряда конденсатора 12 становится равным току, протекающему по индуктивности 24 и вторичной обмотке трансформатора 19, после чего диод 29 запирается, а ток перезаряда в интервале 1 - 1 в, продолжая убывать.протекает по индуктивностям 23 и 24 и вентилям 25, 26 или 27, и фазе вторичной обмотки трансформатора 19.55 Вентили 4, 5, 8 и 9 могут представлятьсобой вентильные блоки из последовательно и параллельно соединенных полупроводниковых приборовс элементами для-деления-тока между-параллельно включенными цепями йз последовательно соединенных приборов,"сэлементамй-"для деления напряжения между последовательно соединенными приборами, с элементами для. ограничения скорости нарастания тока и напряжения В момент 1 в ток становится равным. наперед заданной величине 1 (фиг. 2 в, д, ж), при которой управляющим импульсом отпирают вентиль 9. После этого в интервале 1 е - 1 г ток индуктивностей 23 и 24 протекает по ветви 3, минуя конденсатор 12, а ток индуктивностей 6 и 13 продолжает протекать через конденсатор 12, увеличивая напряжение на нем. Когда напряжение на конденсаторе 12 превысит величину 1.1, начинает подзаряжаться конденсатор 16 через открытый вентиль 5 и диод 14.В момент 1, ток в индуктивностях 6 и 13 обрывается. Напряжение на вентиле 4 достигает величины 11 м (фиг. 2, б), равной повторяющемуся испытательному напряжению.В интервале 1 т - 1 напряжение на емкостях 12 и 16 уменьшается до величины 1.1, задаваемой режимом работы узла 17.В интервале (е - 1 э испытательный ток через вентили 5 и 9 и индуктивности 7, 23 и 24 увеличивается до За (фиг, 2 в, д. ж) . под действием напряжения, приложенного к ячейке. Напряжение. емкости 12 приложено к вентилю 4 в прямом направлении (фиг. 2, б), а к вентилю 8 - в обратном.В момент 19 управляющим импульсом снова отпирают вентиль 4, и описанный в интерваЛе 1 а - 19 процесс повторяется на интервале,1 в - 1с той разницей, что испытательный ток теперь протекает через вентили 4, 8 (фиг. 2, а), а испытательное напряжение приложено к вентилям 5 (фиг. 2, г) и 9. Отпирание вентиля 8 производят Ь задержкой по отношению к моменту отйирания вентиля 4 в момент 1, , когда спадающий ток перезаряда емКости 12 станет равным 3, т, е. току, при котором в момент 1 был открыт вентиль 9. При таком способе управления обеспечивается стабилизация испытательного тока, Для изменений величины испытательного тока вентили 8, и 9 отпирают при большей или меньшей величине 1 ока, чем ), что соответствует уменьшеник) или увеличению испытательного тока.Интервалы 1 а - 1 и 1 - 1 задают,исходя из требуемой частоты 1= -1- испытаГтельного тока и напряжения, независимо от длительности периода напряжения трансфор 1матора питания.На. фиг, 2, з приведены формы напряжения Б и тока 1 в фазе трансфоматЬра 19 и питающей сети для случая -- = 8 например, при 1 = 50 Гц и 1= 400 Гц.Задержку в отпирании вентилей 8 и 9 можно производить и в функции испытатель ного напряжения на емкости 12, а регулирование тока осуществлять вентилями 25, 26 и 27. В этом случае ограничительная емкость 16 и узел 17 в схеме не используются.Технико-экономическая эффективность от применения предложенного изобретений сводится к следующему:1. Обеспечиваетсяповышение точности воспроизведения заданных режимов испытаний вентилей и других элементов схем преобразователей, благодаря устранению взаимного влияния работающих ячеек.2. Обеспечивается возможность проведения испытаний при любых заданных значениях частоты испытательного тока и напряжения.3. Уменьшается потребная мощность трансформатора питания и снижаются потери мощности в питающей сети, увеличиваетсякоэффициент мощности, благодаря равномерной загрузке фаз трансформатора питания и питающей сети и существенному умень шению искажения формы тока в сети.4. Уменьшается влияние на других потребителей электроэнергии, питающихся от той же сети и чувствительных к помехам, благодаря уменьшению искажения формы напряжения питающей сети.При проведении испытаний в схеме устройства на любой заданной частоте в диапазоне от частот, близких к нулю до 10000 Гц и выше, обеспечиваетсяа) возможность на стадии проектирования преобразователей без затрат на проведение натурных испытаний определять напря 10 15 женность работы вентилей, реакторов и конденсаторов при полном комплексе воздейФормула изобретения Устройство для испытания вентилей, содержащее трансформатор с общей точкой и схемные ячейки, каждая из которых имеет накопительную индуктивность, начала ячеек соединены с общей точкой трансформатора, а концы - с его фазовыми выводами, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частот и повышения энергетических показателей, ячейка снабжена диодом и последовательно соединенными дополнительной индуктивностью и вентилями, причем дополнительная индуктивность соедине 50 55 ствий, соответствующем работе их в схемах преобразователей, Это обеспечивает возможность правильного выбора и эффектив ного использования вентилей и других элементов в схемах преобразователей, повышения надежности их работы, уменьшает массу, габариты и стоимости преобразователей;б) возможность выбора наиболее рациональных схем и параметров элементов устройств для ограничения воздействий на вентили в схемах преобразователей, Это, в свою очередь, обеспечивает повышение надежности работы вентйлей и уменьшение стоимости преобразователей;30 в) возможность проведения тренировкчвентилей в условиях и режимах максимально приближающихся к реальным, что позволяет отбраковать вентили, имеющие скрытые дефекты, и повысить качество вентилей до установки их в схемы преобразователей,При этом существенно сокращаются затраты средств и времени, необходимые для наладки и приработки преобразователей на объектах, а также повышается надежность работы преобразователей в эксплуатации;40 г) возможность проведения ускоренныхиспытаний при комплексной нагрузке вентилей по всем параметрам. При этом повышается производительность заводского испытательного оборудования и снижаются денежные затраты.45661434 на с накопительной индуктивностью, вентили соединечы с концами ячейки, а общая точка этих индуктивностей соединена через указанный диод с началом схемной ячейки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе тель В, НемцеЛуговая9 Состави Техред О,Тираж 108 Государствен елам изобрете сква, Ж - 35, Патент, г, едактор В. Фельдманаказ 2454/45ЦН Корректор Е.ПодписноеСССРий пп 1130 Филиалд. 4/5 ектная ИИП по 35, М ППП1, Авторское свидетельство СССР436302, кл, б 01 К 31/26, 15,07,74 2, Заявка2193052/25, кл. 6 01 К 31/26,24,02.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства,ого комитетний и открыРаушская нажгород, ул.