Трехфазный выпрямитель для машин контактной сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3998169/25-27 (22) 24.12.85 (46) 15.04.87. Бюл. № 14

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (71) Северо-.Западный заочный политехнический институт (72) Г.В. Ивенский и А.С. Соколов (53) 621.791(088.8) (56) Бокштейн О.Н., Канин А.М. Оборудование для контактной сварки постоянным током, Л,: Энергия, 1976, с.7-8.

Авторское свидетельство СССР ,№ 505539, кл. В 23 К 11/24, 1974. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДЛЯ МАШИН КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

„,Я0„„1303322 А 1 (57) Изобретение относится к области сварочного производства и может найти применение при создании машин контактной сварки большой мощности.

Изобретение позволяет улучшить массогабаритные показатели выпрямителя (В) за счет повышения частоты коммутации. Цель достигается тем, что в

В дополнительно введены четыре управляемых вентиля и блок искусственной коммутации. В данной схеме В обеспечивается шестиимпульсная кривая выходного напряжения. Коэф, мощности такого В без регулирования равен

0,955. Это позволяет использовать В для питания машин контактной сварки большой мощности. 2 ил.

1303322

Изобретение относится к сварочному производству и может найти применение при создании машин контактной сварки большой мощности.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей выпрямителя за счет повышения частоты коммутации.

На фиг. 1 изображена схема трехфазного выпрямителя для машин контактной сварки; на фиг.2 — временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Выпрямитель (фиг.1) содержит три неуправляемых вентиля 1, 2 и 3, три основных управляемых вентиля 4, 5 и

6, четыре дополнительных управляемых вентиля 7-!О, блок 11 искусственной коммутации и трехфазный трансформатор 12, на каждом стержне которого расположены по две секции 13 и 14 первичной обмотки и по одной вторичной обмотке 15. Первые выводы вторичной обмотки 15 объединены между со75 бой и соединены с первым выходом

16 выпрямителя, а вторые выводы вторичной обмотки 15 соединены с одноименными электродами неуправляемых вентилей 1, 2 и 3, вторые электроды которых объединены и соединены с вторым выходом 17 выпрямителя. Начала первых секций 13 первичной обмотки объединены с концами ее вторых секций 14 размещенных на общих стержнях трансформатора, и точки их соединения 35 подкпючены к входным клеммам А, В, С питающей сети переменного тока, концы первый секций 13 первичной обмотки присоединены к анодам основных управляемых вентилей 4, 5 и 6, катоды @ которых объединены, начала вторых секций 14 первичной обмотки присоединены к катодам трех дополHHTBSIüíûõ управляемых вентилеи 7, 8 и 9, аноды которых обт.единены, а в цепь, соединяющую общий ка"î,ä основных управляемых вентилей 4, 5 и 6 с общим анодом трех дополнительных угравляемых вентилей 7, 8 и 9, включен четвертый дополнительный управляющии вентиль

10 с присоединенным к нему параллельно блоком 11 искусственной коммутации.

Принцип работы устройства иллюстрируют временные диаграммы (фиг. 2), .построенные при допущении, что процессы коммутации тока протекают мгновенно и что благодаря большой индуктивности нагрузочной цепи выходной ток выпрямителя 1g полностью сглажен, где V = t — время, выраженное в угловых единицах; (й — угловая частота напряжения питающей сети; — время.

На временной диаграмме I (фиг.2) изображены синусоиды линейных напряжений питающей сети переменного тока

Пдь 4с "ьс U» "сд Uca Здесь же показана кривая выходного напряжения выпрямителя, приведенного к его входу где Ug — выходное напряжение;

И вЂ” число витков одной секции первичной обмотки трансформатора;

4 — число витков вторичной l обмотки.

На временной диаграмме 2 приведены кривые токов управляемых вентилей.

Огибающая этих кривых является кривой тока вентиля 10< . Ha времен о ной диаграмме 3 показана кривая выходного тока выпрямителя 11 и указаны номера проводящих неуправляемых вентилей.

В момент времени V,, лежащий в интервале времени Ч„ Ч, когда напряжение Uz„ превышает остальные линейные напряжения питающей сети, подаются импульсы тока управ, пения на вентили 4, 10 и 8 и эти вентили отпираются.

При этом напряжение П поровну распределяется между теми двумя секциями первичной обмотки трансформатора, в цепи которых включены открывшиеся вентили 4 и 8„ Зто приводит к появлению напряжения на вторичной обмотке трансформатора, которое оказывается прямым для неуправляемых вентилей 1 и 2 и обратным для вентиля 3. Через вентили 1 и 2 напряжение вторичной обмотки трансформатора подается на выход выпрямителя. Выходное напряжение Ud связано с напряжением U > соотношением

Б1 =- .0,5Бд,, z/w

Б момент времени Ч, опережающий момент V пересечения кривых напряжений Уяь и Бд на некоторый угол Р, подается импульс тока управления на тиристор блока 11 искусственнои коммутации и этот тиристор на короткое

1303322 время отпирается, что приводит к пиранию управляемого вентиля 10 и к прекращению вследствие этого тока через соединенные с ним последовательно вентили 4 и 8. При этом первичная обмотка трансформатора практически отключается от питающей сети переменного тока, поэтому исчезает напряжение также и на его вторичной обмотке, а значит, и на выходе .выпрямителя. Однако ток нагрузки продолжает протекать за счет энергии, запасенной в магнитном поле выходной цепи выпрямителя, он замыкается через находящиеся в равных усло- 15 виях все три фазы вторичной обмотки трансформатора, т.е. через вентили

1, 2 и 3.

В момент времени V, лежащий в интервале времени V,,7, когда 20 напряжение UA превышает остальные линейные напряжения питающей сети, и отстающий от момента Ч пересечения кривых линейных напряжений U„ и U на угол регулирования М, от25 пираются импульсами управления вентили 4, 10 и 9. При этом напряжение

U< поровну распределяется между теми двумя секциями первичной обмотки трансформатора, в цепи которых включены открывшиеся вентили 4 и 9.

Это приводит к появлению напряжения на вторичной обмотке трансформатора, которое оказывается теперь прямым для неуправляемых вентилей 1 и 3 35 и обратным для вентиля 2. Через вентили 1 и 3 напряжение вторичной обмотки трансформатора подается на выход выпрямителя. Выходное напряжение U связано с напряжением У со- 40 отношением

50дс 1 тЯ

В момент ВреМеНН V4 опережающий 45 момент Vo пересечения кривых напряжений U< и U > Ha угол Р подается импульс тока управления на тиристор блока 11 искусственной коммутации и этот тиристор снова на короткое время отпирается, что приводит к запиранию управляемого вентиля

10 и к прекращению вследствие этого тока через соединенные с ним последовательно вентили 4 и 9. При этом первичная обмотка трансформатора опять отключается от питающей сети переменного тока, и поэтому вновь исчезает напряжение Ug с. выхода выпрямителя. Эа счет энергии, запасенной в магнитном попе выходнсй цепи выпрямителя, ток нагрузки i замыкается через все три фазы вторичной обмотки трансформатора, т.е. через вентили 1, 2 и 3.

Аналогично протекает и дальнейшая работа выпрямителя. Так, в момент 7 отстающий от момента V, пересечения кривых линейных напряжений П и У на угол регулирования с6,отпираются импульсами управления вентили 5, 10 и 9. В момент V с помощью блока искусственной коммутации запирается вентиль 10 и прекращается ток через соединенные с ним последовательно вентили 5 и 9. В момент V отпираются вентили 5, 10 и 7 и т.д.

В течение периода напряжения питающей сети 2Г управляемьп вентиль 10 проводит ток 6 раз, а управляемые вентили 4-9 — по 2 раза, причем очередность их отпирания такова, что кривая выходного напряжения U получаД ется шестипульсной.

Как известно, при бесконечно большой индуктивности в . цепи нагрузки, мгновенной коммутацйи тока и отсутствии регулирования -коэффициент мощности шестипульсного выпрямителя независимо от его схемы равен Ж =0,955.

Следовательно, такой же коэффициент мошности имеет при отсутствии регулирования и данный выпрямитель. Этим он выгодно отличается от известного выпрямителя, обеспечивающего трех- пульсное выпрямление, при котором при отсутствии регулирования Ж вЂ” 0,827.

При введении углов регулирования коэффициент мощности любого выпрямителя несколько снижается, однако в предлагаемом выпрямителе за счет двухстороннего регулирования (ok â P ) удается сохранить в процессе регулирования выходного напряжения коэффициент сдвига cosц,= 1((,1 — угол сдвига основной гармоники входного тока относительно фазного напряжения питающей сети).

Благодаря более высокому коэффициенту мощности предлагаемого выпрямителя по сравнению с известным его целесообразно использовать, н первую очередь, для питания ма1ш н контактной сварки большой мощности.

13033 22

Фор мула из о бр е те ния

Трехфазный выпрямитель для машин контактной сварки,, содержащий трехфазный трансформатор, на каждом стерж-5 не которого размещены по две секции первичной обмотки и по одной вторичной обмотке, при .этом первые выводы вторичной обмотки объединены между собой и соединены с первым выходом выпрямителя, а вторые выводы вторичной обмотки соединены с анодами неуправляемых вентилей, катоды которых объединены и соединены с вторым выходом выпрямителя, а концы первых секций первичной обмотки соединены с анодами управляемых вентилей, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей выпрямителя за счет повышения частоты коммутации, в него введены четыре дополнительных управляемых вентиля и блок искусственной коммутации, при этом начала первых секций первичной обмотки соединены с концами вторых секций первичной обмотки и входными клеммами питающей сети переменного тока, катоды управляемых вентилей соединены с анодом первого дополнительного управляемого вентиля, катод которого соединен с анодами трех дополнительных управляемых вентилей, катоды которых соединены с началами вторых секций первичной обмотки, а параллельно первому дополнительному управляемому вентилю подключен блок искусственной коммутации.! 303322

Фиг 2

Составитель Г. Чайковский

Техред A.ÊðàB÷óê Корректор Л. Пилипенко

Редактор И. Рыбченко

1251/14 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,