www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Конструирование преобразователей, силовые полупроводниковые приборы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37

треугольника). Регулирование напряжения и тока осуществляется с помощью тиристорного регулятора с фазовым управлением с противопараллельными тиристорами (или с парами тиристор-диод), который включается в первичную обмотку трансформатора, где токи существенно меньше, чем во вторичной обмотке и цепи постоянного тока. Схема и конструктивное решение блока вьшрямителя на ток 3 кА показаны на рис. 35 и 36.

В некоторых случаях (например, при хромировании) требуется реверсирование выходного выпрямленного напряжения. Обычно это делается с помощью контакторов постоянного тока. Существенно более простым решением с экономией места, капитальных и эксплуатационных расходов является замена диодов в выпрямителе встречно-параллельно включенными тиристорами (см. рис. 35). Самые мощные тиристоры предприятия CKD Polovodice на ток 1600 А позволяют создать без параллельного включения реверсивный выпрямитель для гальванотехники на ток до 10 кА.

Силовой блок вьшрямителя с шестью таблеточными тиристорами Т978 -1600 выполнен с двухсторонним охлаждением с помощью специальных охладителей, изготовленных из профиля предприятия Kovohute (г. Дечин, ЧССР). Тиристоры устанавливаются с помощью прижимного устройства с плоской пружиной на усилие сжатия 30 кН. Для уменьшения теплового сопротивления тиристоры припаяны к обоим охладителям с помощью легкоплавкого припоя.

Замена диодного вьшрямителя с контакторным реверсом тиристорным преобразователем дает не только экономию места и эксплуатационных расходов, но также (что необходимо подчеркнуть) требует меньших капитальных затрат. Блок на двенадцать тиристоров с тиристорами на ток 1600 А стоит дешевле, чем реверсивное контакторное устройство.

Сварочные тиристорные выпрямители выпускаются в ЧССР предприятиями CKD Polovodice и MEZ (г. Брумов) на токи от 200 до 500 А, например сварочный выпрямитель WTS500 предприятия CKD Polovodice номинальной мощностью 38 кВ * А на номинальный сварочный ток 500 А (длительный ток 400 А, максимальный ток 630 А) при напряжении холостого хода 63 В. Диапазон регулирования сварочного тока от 30 до 630 А. Степень защиты IP22, размеры 1070 х 670 х 710 мм, масса 300 кг. Быстро расширяется производство сварочного оборудования на предприятии BEZ (г. Братислава, ЧССР). Здесь выпускаются сварочный выпрямитель типа ZU315, серия пневматических установок для точечной сварки и другое оборудование.

Индукционный нагрев и плавка металлов происходят при частоте от 500 Гц до 10 кГц. Создание инверторов на такие

частоты невозможно без быстродействующих тиристоров с малым временем выключения. Это так называемые средне-частотные тиристоры или тиристоры типа GATT, в которых процесс выключения ускоряется подачей отрицательного токового импульса на управляющий электрод в процессе выключения. Время выключения сокращается до 10 мкс и менее.

Преобразователи для среднечастотного нагрева состоят из управляемого вьшрямителя и инвертора, ведомого нагрузкой. Для параллельных и последовательно-параллельных колебательных контуров печных индукторов используются инверторы тока, последовательные контуры питаются от инверторов напряжения. Среднечастотные преобразователи для печей и индукционного нагрева выпускаются многими фирмами мира, самыми известными в этой области являются фирмы EVIN (Австрия), АСЕС (Бельгия) и ASEA (Швеция). В ЧССР среднечастотные преобразователи типа SMK выпускает предприятие ZEZ (г. Прага). Преобразователи имеют выходную частоту от 400 Гц до 10 кГц при напряжении от 600 до 1500 В, выходную мощность от 50 до 4800 кВт. Шкаф инвертора преобразователя SMK 630 кВт, 1 кГц, 600 В предприятия ZEZ (г. Прага) имеет следующие размеры: 600 х 800 х 2200 мм. Таблеточные тиристоры инвертора охлаждаются водой первого контура, которая затем охлаждается в проточном водяном охладителе. Расход охлаждающей воды при входной температуре 28 С составляет 1,2 м/ч на каждые 100 кВт номинальной мощности.

Учитывая большую мощность и большой диапазон регулирования сетевого управляемого выпрямителя, а также длительную Э1сплуатацию с малым коэффициентом мощности, необходимо каждый среднечастотный преобразователь оборудовать компенсирующим устройством. Так как изменение мощности и угла отпирания тиристоров сетевого вьшрямителя происходит относительно медленно, достаточно использовать обычный конденсаторный компенсатор с бесконтактным переключением групп конденсаторов.

7.4. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Увеличение длины и пропускной мощности линий электропередачи требует перехода на сверхвысокие напряжения 600, 1000 кВ и выше. При этом оказывается очень выгодным использовать напряжение постоянного тока. Для этого необходимо сначала трансформировать сетевое высокое напряжение до сверхвысоких значений, выпрямить его, а на конце линии электропередачи постоянного тока преобразовать постоянное напряжение с помощью инвертора в трехфазное и снова трансформировать до необходимых значений. Первые такие



преобразователи были построены в 50-е годы на основе ртутных вентилей. Однако только тиристоры на предельные напряжения и токи сделали возможным современное развитие этих преобразователей, которых во всем мире насчитывается в настоящее время в эксплуатации уже сотни. Кроме преобразователей для передачи электроэнергии сверхвысокого напряжения в сетях электропередач используются преобразователи для компенсации реактивной энергии, которые схемно и конструктивно очень схожи.

Самый крупный преобразователь для передачи электроэнергии до настоящего времени построила шведская фирма ASEA в Бразилии. Он имеет напряжение 2 х 600 кВ и мощность 6300 МВт. Эта электропередача соединяет электростанцию в Итаипу на р. Парана с частотой напряжения 50 Гц с городом Сан-Пауло с частотой напряжения сети 60 Гц. Преобразователи охлаждаются водой.

Преобразователи сверхвысокого напряжения состоят из блоков. Комплектные преобразователи состоят из отдельных вентилей, каждый из которых представляет собой группу тиристорных блоков с тиристорами, соединенными последовательно (при необходимости и параллельно), объединенных вместе со вспомогательными устройствами в единую конструкцию. В преобразователе линии Инга-Шаба (Заир) использовался вентиль фирмы ASEA для линии электропередачи с напряжением 500 кВ. В одном преобразователе шесть таких вентилей.

В преобразователях на сверхвысокие напряжения обычно применяется управление тиристорами с помощью световых импульсов, которые передаются к тиристорам световодами. Такое решение является наиболее выгодным с точки зрения обеспечения изоляции между управляющими и силовыми цепями. Информация о состоянии тиристоров также передается оптическим путем. Так как замена поврежденного тиристора относительно сложна и дорогостояща, вентили имеют избыточное число параллельно включенных тиристоров. Поэтому преобразователь может работать и при повреждении некоторого числа тиристоров, которые заменяются при плановых ремонтах.

Вентили преобразователей охлаждаются водой или воздухом. При воздушном охлаждении используется замкнутая циркуляция. Воздух проходит через теплообменники с незамерзающей жидкостью, которая охлаждается наружным воздухом. Это обеспечивает чистоту теплообменников. Для преобразователей линии электропередачи через пролив Скагеррак (Дания - Норвегия) на 400 кВ, 1000 МВт использовались наружные теплообменники (шведская фирма ASEA).

Тиристорные компенсаторы для сетей высокого и сверхвысокого напряжения постоянно вытесняют использовавшиеся

ранее исключительно вращающиеся синхронные компенсаторы. Они выполняют функцию бесконтактных переключателей групп конденсаторов или регуляторов тока дросселя. Содержание высших гармоник напряжения должно в таких компенсаторах уменьшаться с помощью фильтров, конденсаторы которых являются составной частью компенсирующей батареи конденсаторов. Один из самых крупных тиристорных компенсаторов построила фирма Siemens (ФРГ). Его реактивная мощность равна 159 MB А, номинальное напряжение 26,2 кВ, номинальный ток 2020 А, частота 60 Гц.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дальнейшее развитие силовых полупроводниковых преобразователей будет касаться, главным образом, микропроцессорного управления преобразователями и совершенствования конструкции и технологии производства.

Схемы силовых цепей преобразователей уже длительное время практически неизменны. В 80-е годы центр тяжести переместился в область производства и применения преобразователей. Соответственно этому меняются направления исследований. Применение микропроцессоров в цепях управления несет с собой более высокую адаптивность и надежность преобразователей. Современные преобразователи будут иметь возможность на основе обработки полученных сигналов и команд оптимизировать свои параметры, будут иметь минимальное неблагоприятное влияние на сеть и даже смогут компенсировать неблагоприятное влияние других потребителей. Благодаря применению интегрированных структур в силовых цепях будет преодолено различие между модулями и таблеточными приборами, а штыревые приборы будут использоваться все реже. Это удешевит и упростит охладители и блоки силовых полупроводниковых приборов.

Усовершенствование конструкции, особенно использование унифицированных систем узлов, модулей и блоков в сериях преобразователей, принесет с собой и упрощение технологии производства, увеличение массовости производства компонентов преобразователей, а с этим и возможность внутригосударственной и международной кооперации, связанной со специализацией производства. Уже в текущем пятилетии преобразователи станут обычным электрооборудованием, необходимым для достижения высокой продуктивности и эффективности народного хозяйства.

список книг НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

1. Конструирование силовых полупроводниковых преобразовательных агрегатов/С. Р. Резинский, В. С. Лабковский, И. X. Евзеров и др. М.: Энергия, 1973.

2. Справочник по преобразовательной технике/Под ред. И. М. Чиженко Киев: Техника, 1978.

3. Кондратюк В. Н., Резниский С. Р., Ёвзеров И. X. Тиристорные преобразователи ТП/ТВ, AT, ATP. М.: Энергия, 1978.

4. Исакеев А. И., Киселев И. Г., Филатов В. В. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов. Л.: Энергоиздат, Ленингр отд-ние, 1982.

5. Третьяков Г. А., Дилевская Е. В., Брящев А. В. Тепловой расчет мощных преобразователей с воздушным охлаждением. М:. Энергоатомиздат, 1986.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37