Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА по авт. св. 790155, отличающёес я тем, что-, с целью улучшения удельных массогабаритных показателей путем увеличения зарядного напряжения , оно .снабжено зарядным диодом и дополнительным конденсатором который подключен одной своей обкладкой к катодам, a другой - к анодам диодов трехфазного мостового зыпрямителя , при этом зарядный диод включен между положительной обкладкой основного накопительного конденсатора и катодами диодов трехфазного мостового выпрямителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИК

3(Я) 0 К Э 53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДН ЕЛЬСТВУ

;(61) 790155 (21) 3530389/18-21 (22) 27.12.82 (46) 23.03.84. Бюл. 9 11 (72) В.К.Быстров, А.Г.Николаев и В.М.Хлямов (53) 621.345.431(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 790155, кл. H 03 К 3/53, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА по авт. св. Р 790155, о т л и ч а ю щ е е..SU„„0 А с я тем, что; с целью улучшения удельных массогабаритных показателей путем увеличения зарядного напряжения, оно .снабжено зарядным диодом и дополнительным конденсатором, который подключен одной своей обкладкой к катодам, а другой — к анодам диодов трехфазного мостового выпрямителя, при этом зарядный диод включен между положительной обкладкой основного накопительного конденсатора и катодами диодов трехфазного мостового выпрямителя.

1081780

Изобретение относится к импульс ной технике и может использоваться для заряда накопительных кон денсаторов генераторов мощных импульсов, применяемых в системах электроэрозионной обработки металлов, оптических квантовых генераторов и других импульсных потребителей электрической энергии.

По основному авт.св., 9 790155 известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными по схеме звезда, трехфазный мостовой выпрямитель, промежуточные накопительные конденсаторы, основной накопительный конденсатор, управляющий ключ и блок контроля напряжения, причем свободные концы фазных обмоток соединены с входными клеммами трехфазного мостового выпрямителя через промежуточные накопительные конденсаторы, положитель ная обкладка основного накопительного конденсатора подключена к катодам диодов трехфазного мостового выпрямителя, управляющий ключ включен между общей точкой фазных обмоток и анодами диодов трехфазного мостового выпрямителя, блок контроля напряжения своим входом подключен к основному накопительному конденсатору, а выходом — к управляющему входу управляющего ключа, отрицательная обкладка основного накопительного конденсатора подключена к выходной клемме выпрямителя, образованной парой диодов одного плеча трехфазного мостового выпрямителя, соединенных анодами, при этом свободные катоды этой пары диодов подключены соответственно к точкам соединения фазных обмоток и промежу точных накопительных. конденсаторов, связанных с двумя другими плечами трехфазного мостового выпрямителя . 1).

Устройство обеспечивает заряд накопительного конденсатора до 4,46

TJ <,где Ощф — амплитудное значение фазного напряжения трехфазного источника переменного тока.

Удельные массогабаритные показатели данного устройства относитель но невелики, что объясняется сравнительно невысокой величиной выходного напряжения.

Цель изобретения — улучшение удельных,массогабаритных показателей путем увеличения зарядного напряжения накопительного конденсатора и повышения коэффициента полезного действия системы.

Цель достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора снабжено зарядным диодом и дополнительным конденсато35

45 чен зарядный диод 16, а между катодами вентилей 6.и 8 и анодами диодов 9 и 11 включен дополнительный конденсатор 19, который выбирается по емкости меньше промеЖуточных конденсаторов 12-14.

Устройство работает следующим образом.

В исходный момент времени и далее ключ 17 постоянно замкнут. При этом работа устройства рассматривается в режиме холостого хода.

В исходный момент времени линейное напряжение фаз 2 и 3 источника равно нулю, т.е. фазные напряжения фаэ 2 и 3 одинаковы и в данный момент времени имеют отрицательные значения. Фазное напряжение фазы 4 имеет максимальное положительное значение ° Начиная с этого момента времени потенциал точки С возрастает

65 и становится положительным относи5

Ром, который подключен одной своей обкладкой к катодам, а другой к анодам диодов трехфазного мостового выпрямителя, при этом зарядный диод включен между положительНоА обкладкой основного накопительного конденсатора и катодами диодов трехфазного мостового выпрямителя.

На чертеже представлен принципиальная электрическая схема устройства для заряда накопительного конденсатора.

Устройство содержит трехфазный источник переменного тока 1 с фаэными обмотками 2-4, соединенными по схеме звезда, трехфазный мостовой выпрямитель 5 выполнен на диодах 6-11, между фазными обмотками и входными клеммами выпрямителя включены промежуточные конденсаторы 12-14, образующие вместе с диодами 6-11 выпрямитель-умножитель напряжения, катоды диодов 6 и 8 объединены друг с другом и соединены с положительной обкладкой накопительного конденсатора 15 через зарядный диод 16, а аноды диодов 9 и 11 непосредственно или через управляемый ключ 17 подключены к общей точке фазных обмоток, отрицательная обкладка основного накопительного конденсатора подключена к выходной клемме трехфазного мостового выпрямителя, образованной диодами.7 и 10, которые соединены анодами, катоды этих диодов подключены к точкам соединения фазных обмоток 2 и 4 с промежуточными накопительными конденса. торами 12 и 14 соответственно, блок 18 контроля напряжения позноляет регулировать время нахождения управляемого ключа 17 в замкнутом состоянии, между положительной обкладкой накопительного конденсатора 15 и катодами диодов 6 и 8 трехфазного мостового выпрямителя вклю1081780 тельно точки а. При этом начинается

"процесс заряда промежуточного конденсатора 13 по цепи: фаза 3, промежуточный конденсатор 13, диод 7, фаза 2, фаза 3.

Этот процесс заканчивается через

90 эл.град. от начала отсчета, когда линейное напряжение фаз 3-2 достигает своего максимального значения, равного амплитуде линейного напряжения Uö „ . В последующий момент времени линейное напряжение фаз 3-2 становится меньше напряжения на промежуточном конденсаторе 13 и процесс заряда этого конденсатора прекращается.

Одновременно в указанный начальный момент времени потенциал точки

d будет выше, чем потенциал точки а, при этом будет происходить заряд конденсатора 12 пв цепи фаза 2, управляющий ключ 17, диод 9,промежуточ ный конденсатор 12, фаза 2. Заряд конденсатора 12 прекращается через

60 эл.град,от начала отсчета, когда фазное напряжение фазы 2 источника достигает максимального значения U 4, . При этом промежуточный конденсатор 12 заряжается до амплитуды фазного напряжения U 4, . В этот момент времени диод 9 запирается и предотвращает разряд промежуточного конденсатора 12 через источник.

Мгновенное значение напряжения фазы 2 источника начинает уменьшаться по абсолютной величине, поэтому суммарное напряжение фазы 2 источника и промежуточного конденсатора 12 возрастает по абсолютной величине так, что аноду диода 6 прикладывается положительный относительно его катода потенциал, последний открывается и начинается заряд конденсатора 19 по цепи: промежуточный конденсатор 12, диод б, дополнительный промежуточный конденсатор 19, фа,за 2, промежуточный конденсатор 12.

Этот процесс продолжается в течение 180 эл.град.и завершается через

240 эл.град. от выбранного начала отсчета, в результате чего промежуточный конденсатор 12 подразряжается. Спустя 240 эл.град. диод б запирается и предотвращает равряд дополнительного конденсатора 19 на источник. Конденсатор 19 в этом случае может быть заряжен до удвоенного значения амплитуды фазного напряжения источника.

Через 60 эл.град. от начала отсчета потенциал точки с становится выше потенциала точки в. При этом вновь начинается процесс заряда промежуточного конденсатора 13, но по другой цепи: фаза 3, промежуточный конденсатор 13, диод 10, фаза 4, фаза 3.

Линейное напряжение фаз 3-4 источника достигнет максимального значения U+„ через 150 эл.град. от начала отсчета.

Через 90 эл.град. от начала отсчета потенциал точки d становится выше потенциала точки в, с этого момента начинается заряд конденсатора 14 по цепи: фаза 4, управляемый ключ 17, диод 11, промежуточный

1О конденсатор 14, фаза 4. Через

180 эл.град. от начала отсчета процесс заряда конденсатора 14 закончится, при этом напряжение на нем будет равно величине максимального

15 фазного, т.е. U + . В этот момент времени диод 11 закрывается и предотвращает разряд конденсатора 14 на источник; мгновенное значение напряжения на фазной обмотке 4 начинает уменьшаться по абсолютной величине, поэтому суммарное напряжение фазной обмотки 4 и конденсатора 14 возрастает по абсолютной величине так, что к аноду диода 8 прикладывается положительный потенциал. Диод 8 открывается, когда суммарное напряжение фазы 4 источника и конденсатора 14 будет выше напряжения на конденсаторе 19. При этом начинается процесс подзаряда дополнительного конденсатора 19 по цепи: промежуточный конденсатор 14, диод 8, дополнительный конденсатор

19, управляемый ключ 17, фаза 4, промежуточный конденсатор 14. Под35 заряд прекращается при достижении напряжения на конденсаторе 19 удвоенного значения максимального фазного, т.е. 20„,ф

Спустя некоторую часть периода

40 изменения питающего напряжения после начала заряда дополнительного конденсатора 19 и окончания заряда промежуточного конденсатора 13 начинается процесс алгебраического

45 суммирования напряжения на дополнительном конденсаторе 19, фаэной обмотке 3 и на конденсаторе 13.

Через 300 эл.град., когда потенциал точки d достигнет максимального значения точки с, напряжение, действующее в укаэанной цепи, достигает максимального значения, равного

4,73 Ощф, которое получается за счет суммирования двойного максимального фазного напряжения 2U 4, на дополнительном конденсаторе 19, фазного напряжения U 4, фазы 3 источника 1 и линейного напряжения U на промежуточном конденсаторе 13.

Таким образом, в течение периода изменения питающего напряжения формируется зарядный импульс с амплиту. дой напряжения, равной 4,73U 4, При подключении к выходным клеммам устройства полностью разряжен65 ного основного накопительного кон1081780

Составитель Г.Журавлев

Редактор C.Ïàòðóøåâà ТехредТ.Фанта Корректор В. Бутяга

Заказ 1564/51 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г; Ужгород, ул. Проектная, 4 денсатора 15.промежуточные накопительные конденсаторы 12-14 и 19 отдают ему энергию, запасенную ими ранее от источника.

Таким образом, введение зарядного диода и дополнительного кон.денсатора позволит увеличить напряжение на накопительном конденсаторе на 65 и повысить тем саваны на 12% энергию, запасаемую в нем эа то же время зарядки, что и в известном устройстве.