Преобразовательное устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22)Заявлено 16.03.81 (21) 326170 М 2 ттс присоелнненнем заявки М(Ьеударстмииый коиитет СССР ио делан изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Г. В. Ковалев и Г. Б. Фридман Всесоюзный научно-исследовательский проектно-,.конструкторский : технологический институт силовых полупроводниковых устройств ."(54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в мощных преобразователях с жидкостным охлаждением; например, для питания электропривода. Известен мощный полупроводниковый .блок с жидкостным охлаждением, с параллельным соединением вентилей, установленных на групповых охладителях, "0 которые являются шинами переменного и постоянного тока. Каждый блок содержит одну шину. переменного тока и две шины постоянного тока разной полярности, образующие два плеча трехФазной мостовой схемы, Преобразователь содержит три таких блока, однополярные шины которых соединены между собой объединительными шинами 1 1.Недостатком известного устройства20 является наличие воздушных изоляционных промежутков между шинами одного потенциала, что увеличивает площадь,занимаемую преобразователем, и нескомпенсированность магнитных полей от токов, протекающих по объединительнымшинам,Наиболее близким к изобретению является выпрямительный блок, который представляет собой пакет, состоящий из разделенных изоляционными перегородками шести чередующихся шин постоянного и переменного тока с установ" ленными на них полупроводниковыми приборами и предохранителями, образующими три плеча. Шины постоянного тока имеют одну полярность и соединены между собой объединительной шиной23.Недостатком этого устройства является то, что при росте единичной мощности полупроводниковых приборов уве" личиваются их габариты. При этом увеличивается ширина шин, межцентровые расстояния между ними, а следовательно, и площадь, занимаемая шкаФом. Кроме того, при подключении токоподводов3 98383 с одной стороны пакета шин увеличение межцентровых расстояний между шинами ,одного плеча приводит к ухудшению компенсации электромагнитных полей и, соответственно, к ухудшению токораспре- . деления, Токи, протекающие по объединительной шине, также возбуждают нескомпенсированные магнитные поля,Целью изобретения является уменьшение производственной площади, занима- Ю .емой преобразовательным устройством, при одновременном улучшении компенсации электромагнитных полей.Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательном устройстве, 15Фвыполненном в виде пакета разделенных изоляционными, перегородками чередующихся водоохлаждаемых шин переменногои.постоянного тока с установленнымина них полупроводниковыми приборами,образующими три плеча трехфазной схемы одной полярности, и объединительной шины, средняя шина переменноготока и шины, постоянного тока выполнены удлиненными, полупроводникбвые при-рборы одного плеча трехфазной схемыустановлены на удлиненных шинах постоянного тока и электрически соединены с удлиненной средней шиной переменного тока для образования плеча, а ф полупроводниковые приборы двух другихплеч установлены на крайних шинах переменного тока, причем шины постоянного тока являются одновременно объединительными шинами.Кроме того, часть полупроводниковых приборов каждого плеча для образования реверсивной схемы установлена анодом, а другая - катодом к шине.На фиг, 1 изображено преобразовательное устройство, вид спереди; на фиг, 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на Фиг. 3 - разрез Б-Б на Фиг, 2; на фиг. 1 - разрез В-В на фиг, 2; на45Фиг. 5 - разрез Г- Г на Фиг. 2.,Преобразовательное устройство со-.держит: три шины переменного тока: шину 1 фазы А, шину 2 Фазы В, шину 3 фазы С и две шины постоянного тбка 4, о соединенные между собой в месте токо- подвода, и образует три однополярных плеча трехфазной схемы. На крайних шинах 1, 3 переменного тока Фазы А и Фазы С полупроводниковые приборы 5 ус-тановлены в зависимости от полярности плеч в пакете (катодами, если пакет образует анодную группу плеч, или анодами, если в пакете собрана катодная группа плеч ).Свободные электроды этих приборовчерез предохранители б подсоединенык шинам постоянного тока, образуя дваплеча соответствующей мощности (фиг. М),Полупроводниковые приборы 5 третьего плеча той же полярности, что идва других плеча пакета, установленына продолжении обеих шин постоянноготока, причем противоположными, чем нашинах переменного тока 1, 3 электродами к шинам. Свободные электродыэтих приборов через предохранители бсоединены с продолжением средней шины переменного тока 2 фазы В (фиг, 3 ),На крайних шинах 1,3 переменноготока устаноелено в два раза большеприборов, чем на каждой из шин постоянного тока.Предохранители б подсоединены кскобам, приваренным к шинам со стороны, перпендикулярной установке тиристоров. Пересоединение между шинамипостоянного тока (Фиг. 5 ) осуществля-.ется через шину внешней ошиновки, ккоторой с двух сторон подсоединеныконтактные лопатки 7, приваренные кшинам постоянного тока, Под объединительными шинами подразумеваются шины,соединяющие между собой шины постоянного тока,В данном устройстве поскольку каж- .дая из шин постоянного тока являетсяобщей для двух плеч одной полярности,то соответственно выполняет роль объединенной шины. Преобразовательное устройство по трехфазно.-нулевой схеме, выполненное на основе данной конструкции, работает следующим образом.Для реализации данной схемы подключают фазы А, В, С трансформатора к 1, 2, 3 шинам пакета соответственно, а нагрузку подключают к нулевой точке трансФорматора и перемычке 1 шин постоянного тока 1, На управляющие электроды полупроводниковых приборов 5 подают импульсы управления, Переменный ток, проходя через полупроводниковые приборы 5 и предохранители б, преобразуется в постоянный ток и подается в нагрузку. В зависимости от расположения на шинах. полупроводниковых приборов преобразовательное устройство образует катодную или анодную группу плеч. Набором соответствующих пакетов и соединением их соответственно схеме с внешней ошиновкойможно реализовать на основе данногоустройства любую трехфазную схему преобразования (нулевую с уравнительнымреактором, мостовую и т. д, ), 8 случае же установки на каждой шине с полупроводниковыми приборами части приборов катодом к шине, а другой частианодом к шине на основе устройстваможно реализовать любую трехфазную рефверсивную схему преобразования,Конструкция предлагаемого преобразовательного устройства позволяетуменьшить производственные площади,занимаемые преобразовательным .агрега-том и, следовательно, снизить расходцветных металлов во внешней ошиновке,а также улучшить компенсацию электромагнитных полей и улучшить использование объема металлоконструкции (шка" 20фа). Уменьшение площади, занимаемойагрегатом, достигается предложеннойкомпановкой пакетов шин с указаннымвыше взаимным расположением шин постоянного и переменного тока и расположением на шинах полупроводниковыхприборов, Улучшение компенсации электромагнитных полей достигается за счетуменьшения межцентровых расстояниймежду шинами и исключением отдельной ЭОобъединительной шины, токи в которой3. нескомпенсированы Компенсация магнитных полей:.в пакете достигаетсятем, что сумма мгновенных значенийтока в любых сечениях пакета в каж- здый момент времени в данной конструкции равна нулю. Улучшение использования металлоконструкции по объему до-стигается предложенной компановкой ивеличиной шин, учитывая то, что при 40увеличении мощности полупроводниковых приборов уменьшается число параллелей, и шкаф, имеющий унифицированные металлоконструкции, недоиспользуется по высоте в известных конструк Зциях. Разработанная конструкция занимает на 20 меньшую площадь посравнению с принимаемой конструкцией 6 пакетов шин по 2 шины в пакете по мостовой схеме выпрямления.формула изобретения1. Преобразовательное устройство, выполненное в виде пакета разделенных изоляционными перегородками чередующихся водоохлаждаемых шин переменного и постоянного тока с установленными на них полупроводниковыми приборами, образующими три плеча трехфазной схемы одной полярности, и объединительную шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшейия производ- ственной площади при одновременном улучшении компенсации электромагнитных полей, средняя шина переменного тока и шины постоянного тока выполне" ны удлиненными, полупроводниковые приборы одного плеча трехфазной схемы установлены на удлиненных шинах постоянного тока и электрически соединены с удлиненной средней шиной пе" ременного тока для образования плеча, а полупроводниковые приборы двух других плеч установлены на крайних шинах переменного тока, причем удлиненные шины постоянного тока являются одновременно объединительными шинами.2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, .что часть полупроводниковых приборов каждого плеча для образования реверсивной схемы, установ. лена анодом, а другая часть - като- дом к шине.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Швейцарии .И 439496,кл. Н О 1 1. 23/311, 1973 2, Патент 8 еликобритании М 1394080,кл. Н 01 . 2 У 10, 1976.983839 Фиг естеренкоКорре Король Заказ 9939/6 нног тени филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект,Составитель Н актор А. Шандор Техред М,НадьТираж 761 ВНИИПИ Государс по делам изо 1303, Москва, ЖПодписноекомитета СССи открытийская наб д