Конструкция блока силовых вентилей

Основным узлом блока силовых вентилей явля­ется групповой охладитель, представляющий собой интенсивно охлаждаемую водой медную шину значи­тельной толщины, на которой установлены включен­ные параллельно полупроводниковые вентили. В ма­шинах, разработанных до 1973 г., используются крем­ниевые вентили типа ВВ2-500 на средний ток 500 А, с резьбовым кольцом, устанавливаемые по 16 штук в групповой охладитель блока (рис. 20,а). Резьбовое кольцо 2 впаивается в расточку, выполненную в груп­повом охладителе 1. Вентиль 5 вворачивается в коль­цо резьбовой частью корпуса, который является ка­тодным выводом. Анодный вывод вентиля в виде гиб­кой косы подключается к анодной шине 4 блока. В групповом охладителе по системе внутренних ка­налов вода подводится непосредственно к нижнему торцу корпуса каждого вентиля, что обеспечивает эффективное охлаждение. Круглая резиновая манже-

а)

 

Рис. 20

 

та, сжимаемая торцом корпуса вентиля при вворачи­вании в резьбовое кольцо, уплотняет камеру охлаж­дения.

Групповой охладитель подключается к выводу вторичной обмотки трансформатора. Анодная шина блока подключается к отрицательной сборной шине выпрямителя. Кроме токоведущих шин, непосредст­венно соединенных с катодом и анодом вентилей (прямых шин), в состав блока входит дополнитель­ная нулевая (обратная) шина 3, которая подключает­ся одним концом к выводу вторичной обмотки транс­форматора, а другим — к положительной сборной ши­не выпрямителя, являющейся нулевой точкой схемы. Нулевая шина расположена в непосредственной бли­зости от двух прямых шин блока, отделена от них тонкими изоляционными прокладками и геометриче­ски подобна им [7]. Благодаря такой конструкции до­стигается минимальная индуктивность цепи блока вентилей и отдельных участков, что снижает потери на коммутацию и улучшает распределение тока меж­ду параллельно включенными вентилями. Вентили, устанавливаемые в каждый блок, подбираются по прямому падению напряжения.

В машинах более поздней разработки (1973— 1974 гг.) применяются вентили таблеточной конст­рукции типа ВВ-1250 на средний ток 1250 А. Они так­же устанавливаются в блоке (рис. 20,6) на групповой охладитель 4 в виде медной шины. Вентили прижи­маются попарно к групповому охладителю и индиви­дуальным катодным охладителям 6 с помощью болта 8, гайки 13, комплекта тарельчатых пружин 10 и ко­ромысла 9. Усилие зажатия для равномерного рас­пределения его между двумя вентилями 5 передается от гайки на тарельчатые пружины и коромысло через шайбы 11, 12 с шаровыми поверхностями, позволяю­щими коромыслу самоустанавливаться, опираясь на шаровые накладки 7 индивидуальных катодных охла­дителей. Значительная деформация комплекта та­рельчатых пружин стабилизирует усилие сжатия вен­тилей, делая его независимым от возможных неболь­ших деформаций элементов, входящих в сжатый пакет. С целью снижения требований к чистоте обра­ботки поверхности группового и индивидуальных охла­

дителей по обе стороны Вентиля усі'анавлийаюісіі прокладки из оловянной фольги. Кроме основной ши­ны— группового охладителя, в состав блока входят еще две токоведущие охлаждаемые водой медные шины, изолированные друг от друга прокладками. К одной из них—катодной, являющейся прямым то - копроводом 1, подключаются проводящие ток венти­лей гибкие шины 2, приваренные диффузионной свар­кой к индивидуальным катодным охладителям. Сред­няя шина 3 блока является обратной нулевой шиной. Она геометрически подобна прямым шинам, распо­ложена между ними и подключается одним концом к выводу вторичной обмотки трансформатора, а дру­гим — к положительной сборной шине, являющейся нулевой точкой схемы выпрямителя. Групповой охла­дитель подключается к отрицательной сборной шине, а катодная шина блока — к другому выводу вторич­ной обмотки трансформатора.

Разработаны три типоразмера блоков вентилей, параметры которых приведены в табл. 2. Включение

Таблица 2

Параметр

Норм$л для типоисполнеиий

БВ-01

БВ-02

БВ-03

Количество вентилей, шт........................

Максимальный ток трехфазного нулевого

4

6

8

выпрямителя, имеющего в каждой фа­зе по одному блоку вентилей, кА:

при ПВ* — 100%................................

при ПВ* = 32% и длительности им-

10

16

20

пульса не более 0,3 с......................

16

25

32

Расход охлаждающей воды, л/мин, не

менее:

через групповой охладитель................

- 5

5

5

в остальных ветвях..............................

2

2

2

* ПВ и длительность импульса даны для выпрямителя.

в каждую фазу выпрямителя машины по два или четыре блока параллельно обеспечивает номиналь­ные сварочные токи 40, 63 и 80 кА при различных ПВ. В машинах с номинальным током 100 и 160 кА используются по два выпрямителя, работающих па­раллельно.

Таблеточные кремниевые вентили Типа ЁБ-1250 в соответствии с ГОСТ 10662—73 имеют амплитудное значение прямого падения напряжения не более 2 В. В связи с тем что этот тип вентиля предназначен для работы в цепях высокого напряжения, прямое паде­ние напряжения оказывается близким к предельному значению. Учитывая, что выпрямленное напряжение в сварочном контуре при номинальном токе состав­ляет 2—3 В, снижением прямого падения напряжения до практически реального значения 1—1,2 В можно существенно улучшить энергетические характеристи­ки машин. Для цепей низкого напряжения разраба­тываются специальные низковольтные кремниевые вентили с максимальным обратным напряжением не выше 100 В при амплитуде прямого падения напря­жения порядка 1,2 В, которые будут применяться в контактных машинах.

Для обеспечения интенсивного отвода тепла, вы­деляющегося в вентилях, в групповом охладителе просверлены продольные и поперечные каналы, по которым циркулирует охлаждающая вода. Расход воды контролируется в машинах с помощью гидрав­лических реле. Такое охлаждение действует достаточ­но эффективно. Однако в местах перехода воды из продольных каналов в поперечные и обратно посте­пенно осаждаются растворенные в воде соли, сужая канал и ухудшая охлаждение. Для возможности ме­ханической прочистки каналов технологические от­верстия в групповом охладителе, через которые про­изводилось сверление каналов, закрыты резьбовыми вывинчивающимися пробками.

Остальные токоведущие шины блоков вентилей не требуют столь интенсивного охлаждения. Поэтому охлаждение их осуществляется с помощью медной трубки, припаянной по периметру шин. Трубка не имеет резких изгибов, благодаря чему засорение ее канала происходит значительно медленней и механи­ческой прочистки не требуется.

Комментарии закрыты.