CS253353B1 - Zapojení výkonových obvodů usměrňovače - Google Patents

Abstract

Současné polovodičové usměrňovače špičkových výkonů neumožňují plné využití usměrňovačích prvků. Řešení spočívá v paralelní spolupráci více prvků. Podle vynálezu je každý prvek paralelně zapojené skupiny samostatně připojen elektrodou, na vlastní sekundární závit transformátoru. Druhé elektrody prvků jsou připojeny na společnou sběrnici příslušného pólu usměrňovače. Toto uspořádání umožňuje využití magnetické vazby mezi závity transformátoru jako p?'ostředku pro srovnání proudů protékajících jednotlivými usměrňovacími prvky. Odpadá nutnost předběžného výběru prvků podle úbytkových skupin při jmenovitém proudu usměrňovače.

Description

Vynález se týká zapojení výkonových obvodů usměrňovače, zejména pro odporové svařovací stroje.

Jednou ze základních podmínek realizace odjítových svařovacích strojů s usměrněním svařovacího proudu je realizace usměrňovacího bloku pro stejnosměrné proudy v rozsahu několika desítek až set kiloampér. Současné polovodičové ventily špičkových výkonů neumožňují řešení usměrňovače uvedeného proudového dimenzování s jedním polovodičovým ventilem v každé větvi usměrňovače a přenos uvedeného proudu je nutno řešit pomocí paralelní spolupráce několika ventilů. Stejné důvody vedou i k nutnosti navrhovat transformátory stroje s větším počtem sekundárních závitů v téže větvi usměrňovače. Navíc při uvedených proudech a nízkých hodnotách sekundárního napětí transformátoru (jednotky voltů) se výrazně projevují i odchylky v úbytcích napětí na ventilech v propustném směru. Značný význam má i konstrukční uspořádání usměrňovacího bloku a transformátorů, nebot musí být minimalizovány přechodové v

odpory mezi transformátorem a usměrnovacím blokem, přechodové odpory v usměrňovacím bloku a všechny dráhové odpory vývodů, přičemž je nutno zajištovat vodní chlazení sekundář nich závitů stroje i polovodičových ventilů usměrňovače.

253 353

Jsou známa zapojení, kde paralelní spolupráce ventilů v jednotlivých větvích usměrňovače je řešena přímým paralelním řazením těchto ventilů tak, že jsou propojeny všechny anody a všechny katody ventilů téže větve usměrňovače a vývody uvedené paralelní kombinace připojeny na společný skundární vývod transofrmátoru, který propojuje paralelně sekundární závity téže větve. Toto řešení se vyznačuje některými nevýhodami. Především je nutno zabezpečit výběr polovodičových ventilů tak, aby při jmenovité hodnotě výstupního proudu usměrňovače měly všechny ventily téže větve pokud možno stejné úbytky v propustném směru. Tento požadavek je realizovatelný jen velmi obtížně vzhledem k tornu, že proudové zatížení každého ventilu při jmenovitém výstupním proudu usměrňovače dosahuje několika desítek kiloampér.

Pro tuto oblast nelze využít standardní měřicí techniku a předběžné určení úbytků v propusném směru je velmi problematické. Kromě toho se zde uplatňují odchylky v přéchodových odporech mezi diodou a chladičem a různé dráhové odpory přívodních vodičů. Dále je nutno řešit propojení paralelních ventilů buď přídavnou sběrnicí, což zvyšuje přechodové a dráhové odpory, nebo řešit speciální přítlačný systém umožňující rovnoměrný přítlak několika ventilů ve společném chladiči, Což je při požadavku stejných přítlačných sil pro každý ventil téže skupiny velmi náročným konstrukčním problémem. Nestejné magnetické vazby jednotlivých závitů vedou ke vzniku kruhových proudů mezi závity, a tím i ke zvýšenému zatěžování vinutí transformátorů a k vyšším ztrátám v transformátorech. Nestejné úbytky ventilů, přechodové a dráhové odpory pole způsobují nerovnoměrné zatěžování diod usměrňovače.

Uvedené nevýhody odstraňuje vynález zapojení výkonových obvodů usměrňovače, jehož podstata spočívá v tom, že každý usměrňovači prvek paralelně zapojené skupiny je samostatně připojen elektrodou na vlastní

253 353 sekundární závit transformátoru. Druhé elektrody usměrňovačích prvků jsou připojeny na společnou sběrnici příslušného pólu usměrňovače. Toto řešení podle vynálezu umožňuje využití magnetické vazby mezi závity transformátoru jako prostředku pro srovnání proudů protékajících jednotlivými usměrňovacími prvky, odstraňuje vyrovnávací okruhové proudy mezi závity s důsledkem nižšího nutného proudového dimenzování sekundárních závitů transformátorů.

Další výhody řešení podle vynálezu spočívají v odstranění nutnosti předběžného výběru ventilů podle úbytkových skupin při jmenovitém proudu usměrňovače, v jednoduchém konstrukčním řešení chladičů a přítlačných konstrukcí pro ventily, v odstranění nutnosti konstrukčního řešení propojovací sběrnice pro paralelně spolupracující skupinu ventilů a v zabezpečení rovnoměrného proudového využití všech ventilů této skupiny.

Na připojeném výkresu je uveden příklad zapojení. Představuje obecné řešení šestipulsního uzlového usměrňovače. Vstupní třífázová sít je přivedena na svorky ΙΑ, 1B, 1C, odtud je vedena do tyristorových spínačů fázového řízení SI a primárů transformátorů B12. B34. B56. Sekundární strana usměrňovače je reprezentována šesti skupinami závitů All - Aln* A21 - A2n! A31 - -A3nt A41 - MnJ A51 - A5nl A61 - A6&. Každá skupina obsahuje n závitů zapojených tak, že počátek závitu All je připojen na anodu usměrňovacího prvku Vil a konec závitu je propojen s konci závitů skupiny AI, tj. A12 - Aln počátky závitů A12 - Aln jsou vedeny každý na anodu příslušného usměrňovacího prv-ku V12 - Vln. Všechny katody usměrňovačích prvků v

této skupiny jsou propojeny na kladnou sběrrici výstupu usměrňovače, všechny konce vinutí jsou propojeny na zápornou sběrnici usměrňovače. U skupiny vinutí A2 (protifáze) jsou počátky všech vinutí A21 - A2n propojeny na zápornou sběrrici, konce vinutí A21 - A2n na anody příslušných usměrňovačích prvků V21 - V2n. Katody usměrňovačích prvků V21 - V2n jsou propojeny na společnou kladnou výstupní sběrnici. Obdobně jsou uspořádány i další fáze vinutí A31 - A^n s usměrňovacími prvky VJ1 - V^n, A^l - A£n

- 4 253 353 s usměrňovacírai prvky V41 - V4n. vinutí A51 - A5n s usměrňovacími prvky V51 - V5n a A61 - A6n s usměrňovačími prvky V61 V6n.

U jednofázového usměrňovače potom odpadají transformátory B34 a B56 s příslušnými skupinami ventilů.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení výkonových obvodů usměrňovače, zejména pro odporové svařovací stroje,vyznačené tím, že každý usměrňovači prvek (Vil až Vln, V21 až V2n, ..) paralelně zapojené skupiny je samostatně připojen elektrodou na vlastní sekundární závit (All až Alri, A21 až A2n, ...) transformátoru a druhé elektrody usměrňovačích prvků (Vil až Vln, V21 až V2n,..) jsou připojeny na společnou sběrnici příslušného pólu usměrňovače.