Источник питания установки для обработки изделий с помощью тлеющего разряда

Источник питания установки для обработки изделий с помощью тлеющего разряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i i) 665414

Союз Йооетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.02.78 (21) 2577792/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Н 05В 7/16

Н 02М 7/155

Государстеоииый комитет (23) П (23) Приоритет (53) УДК 621.365.91 (088.8) (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05,79 по делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения А. Г. Айзенштейн, В. Г. Батов, В. Н. Блинов, О. Г. Булатов, В. В. Кириченко, С. Ф. Кравцов, В. А. Лабунцов и А. И. Царенко (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ИЗДЕЛИЙ С ПОМОЩЬЮ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах питания установок для обработки изделий с помощью тлеющего разряда, в частности для электропечей ионного азотирования. 5

Известны источники питания установок тлеющего разряда, содержащие силовой трансформатор и тиристорный преобразователь (1).

При токах более нескольких ампер тле- 10 ющий разряд является неустойчивым и может переходить в дуговой. Это приводит к перегрузке источника питания и повреждению обрабатываемых изделий.

Известен источник питания, содержащий 15 силовой трехфазный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду, тиристорный преобразователь и конденсатор (2).

Передача энергии в нагрузку в таком источнике осуществляется через конденсатор, что позволяет ограничить энергию, передаваемую в нагрузку, независимо от характера и параметров нагрузки.

Однако этот источник имеет большое число вентилей, включенных последовательно в любой момент времени, и обладает большой неравномерностью загрузки вентилей по току. Это ухудшает энергетические показатели источника и усложняет его. 30

Цель изобретения — повышение КПД источника и равномерность загрузки тиристоров.

Поставленная цель достигается тем, что силовой трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, соединенной в звезду, нулевые выводы обеих обмоток служат для подсоединения нагрузки, тиристорный преобразователь выполнен в виде трехфазных тиристорных мостов, включенных между одноименными фазными выводами вторичных обмоток трансформатора, а конденсатор включен в диагональ тиристорных мостов.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема источника питания, а на фиг. 2— временные диаграммы.

Источник питания содержит силовой трансформатор 1, питаемый от трехфазной сети 2, конденсатор 3 и тиристорный преобразователь, выполненный на тиристорах

4 — 15. Силовой трансформатор 1 выполнен с двумя группами вторичных обмоток 16, 17, соединенных в звезду, нулевые выводы

18, 19 которых являются выходными выводами источника питания. Отрицательный вывод через изолированный токоввод 20 подключен к обрабатываемым изделиям 21 (на чертеже показано только одно изделие), размещенным в разрядной камере 22 уста005414 новки для обработки изделий с помощью тлеющего разряда и являющимся катодом этой камеры, Положительный вывод соединен с корпусом разрядной камеры 22, являющимся анодом этой камеры. Конденсатор

3 включен в диагональ тиристорных мостов, образованных тиристорами 4 — 7, 8—

11, 12 — 15 и включенных между одноименными фазами а — а, b — b, с — с групп вторичных обмоток 16, 17 соответственно.

Работа источника питания заключается в следующем.

На фиг. 2а, б, в по оси абсцисс отложено текущее время, по оси ординат на фиг.

2,а — значения фазных напряжений и вторичных обмоток силового трансформатора, на фиг. 2, б — значения напряжения U2 на конденсаторе 3; на фиг. 2,в — значения мгновенного напряжения lз среднего напряжения U4 на разрядной камере 22.

Допустим, в момент времени to (фиг. 2) подаются импульсы управления на тиристоры 4, 8, 12, 7, 11, 15, а конденсатор 3 к этому моменту заряжен до напряжения питания с полярностью, указанной на фиг. 1.

При этом включаются тиристор 4, так как к его аноду приложено наибольшее положительное напряжение, и тиристор 11, вследствие того, что к его катоду приложено наибольшее отрицательное напряжение (фиг. 2,а). Конденсатор 3 перезаряжается (фиг. 2,б) через нагрузку (разрядную камеру). На нагрузке при этом формируется импульс напряжения U3 (фиг. 2,в), форма которого зависит от параметров преобразователя и нагрузки, а энергия в импульсе постоянна и равна для случая активной нагрузки

W=2CU„b, где W — энергия импульса питания;

С вЂ” емкость конденсатора 3;

U,b — напряжение питания.

В следующий момент времени t>, после того как полярность напряжения на конденсаторе изменится на обратную, подаются импульсы управления на тиристоры 6, 10, 14, 5, 9, 13, включаются тиристоры 6, 9 и конденсатор вновь перезаряжается через нагрузку. Затем в момент времени импульсы управления вновь подаются на тиристоры 4, 8, 12, 7, 11, 15 и процессы в схеме повторяются.

В данной схеме легко осуществляется защита преобразователя от коротких замыканий нагрузки снятием импульсов управления. При этом при любом изменении параметров нагрузки и, в частности, при коротком замыкании нагрузки передаваемая в нагрузку энергия строго ограничена. Это позволяет устранить повреждение изделий при их обработке в тлеющем разряде при

10 переходе последнего в дуговой разряд за счет строгого ограничения энергии, подводимой к изделиям при каждом дугообразовани и.

Изменяя частоту перезаряда конденсато15 ра 3, можно регулировать среднее значенис напряжения U4 (фиг. 2,в) или мощности в нагрузке с высоким cosrp преобразователя относительно сети, так как углы управления плечами преобразователя при регулировало нии остаются равными нулю. Кроме того, если ввести фазовое регулирование плечей преобразователя, как это принято в известных ведомых преобразователях, то можно осуществить амплитудное регулирование I напряжения на нагрузке, не исключая при этом частотного регулирования.

Формула изобретения

Источник питания установки для обработки изделий с помощью тлеющего разряда, содержащий силовой трехфазный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду, тиристорный преобразователь и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД источника и равномерности загрузки тиристоров, силовой трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, соединенной в

4р звезду, нулевые выводы обеих обмоток служат для подсоединения нагрузки, тиристорный преобразователь выполнен в виде трехфазных тиристорных мостов, включенных между одноименными фазными выводами

45 вторичных обмоток трансформатора, а конденсатор включен в диагональ тиристорных мостов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе у 1. Патент Великобритании № 1255321, кл. С 7V 9В1, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 548930, кл. H 02M 7/155, 1976, Рог. 2

-л

Составитель О. Турпак

Редактор И. Грузова Техред А. Камышникова Корректор Р. Беркович

Заказ 836/14 Изд. № 342 Тираж 944 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2