Стабилизированный источник питания для емкостного накопителя энергии

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания импульсных электрофизических нагрузок. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей источника. Благодаря введению в устройство дополнительного тиристорного вентиля 7 и реализации его управления от датчика 9 скорости нарастания анодноп напряжения обеспечивается стабилизация выходного напряжения источника даже в том случае, когда напряжение на конденсаторе 3 сглаживающего LC- фильтра превышает величину напряжения на емкостном накопителе 12 энергии . Возможность допуска пульсаций на конденсаторе 3 предопределяет существенное уменьшение его емкости. 2 ил. § ся гчэ (;о ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 М 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3972833/24-07 (22) 10. 11.85 (46) 15,03.87. Бюл. Ф 10 (71) отделение Всесоюзного электротехнического института им.В,И.Ленина в r.Тольятти (72) А.А.Кувшинов (53) 621,373.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 336779, кл. Н 02 М 9/06, 1970.

Гусев О.А. и др. Системы компенсации энергии емкостных накопителей, работающих в частотно-импульсном режиме. — Электрофиэическая аппаратура. Сб. статей под ред. В.А.Глухих и др. И.: Атомиздат, 1977, вып.15, с.72-79, рис.5. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ЕИКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ

ЛФ 12972 0 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания импульсных электрофизических нагрузок. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей источника.

Благодаря введению в устройство дополнительного тиристорного вентиля

7 и реализации его управления от датчика 9 скорости нарастания анодног напряжения обеспечивается стабилизация выходного напряжения источника даже в том случае, когда напряжение на конденсаторе 3 сглаживающего LCфильтра превышает величину напряжения на емкостном накопителе 12 энергии. Возможность допуска пульсаций на конденсаторе 3 предопределяет существенное уменьшение его емкости.

2 ил»

7200

55

1 129

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации импульсного высоковольтного питания электрофизических нагрузок.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей стабилизированного источника питания для емкостного накопителя энергии за счет уменьшения емкости конденсатора сглаживающего LC-фильтра.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы сигалов на соответствующих элементах, люстрирующие его работу.

Источник питания содержит блок (фиг. 1) зарядного напряжения, сглаживающий LC-фильтр, состоящий из сглаживающего реактора 2 и конденсатора

3, накопительный реактор 4, диодный блок 5, основной 6 и дополнительный

7 тиристорные вентили, датчик 8 выходного напряжения, датчик 9 скорости нарастания анодного напряжения.

Позициями 10 и 11 на схеме обозначены выходные выводы источника, предназначенные для подключения емкостного накопителя 12 энергии. Вход сглаживающего LC-фильтра 2 и 3 соединен с выходом блока 1 зарядного напряжения. Накопительный реактор 4, диодный блок 5 и тиристорный вентиль

7 включены последовательно между выходным потенциальным выводом сглаживающего LC-фильтра 2 и 3 и выходным потенциальным выводом 10 источника. Тиристорный вентиль 6 включен параллельно накопительному реактору

4. Вход датчика 8 выходного напряжения соединен с выходными выводами

10 и 11 источника, а выход — с управляющим входом тиристорного вентиля

6.Вход датчика 9 скорости нарастания анодного напряжения соединен с силовыми выводами тиристорного вентиля

7, а выход — с управляющим входом последне ro .

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме конденсатор 3 и емкостный накопитель 12 энергии заряжены. Среднее значение напряжения конденсатора 3 и накопителя 12 равны напряжению блока 1 зарядного напряжения. Частота следования разрядных циклов накопителя 12 выше собственных частот контуров,образ ованных реактивными элементами источника, поэтому токи накопительного реактора 4 и сглаживающего реактора 2 практически постоянны.

В момент времени t (фиг.2), когда напряжение емкостного накопителя 12 энергии достигает заданной предразрядной величины, датчик 8 выходного напряжения вырабатывает импульс на

10 включение тиристорного вентиля 6.

Ток накопительного реактора 4 замыкается на тиристорный вентиль 6, ток сглаживающего реактора 2 протекает через конденсатор 3. Диодный блок 5

15 н тиристорный вентиль 7 запираются разностью напряжений накопителя 12 и конденсатора 3. Напряжение конденсатора 3 увеличивается за счет протекания тока сглаживающего реактора

20 2 и в момент времени с достигает я ровня предразрядного напряжения накопителя 12. С этого момента времени разность напряжений накопителя 12 энергии и конденсатора 3 становится

25 положительной для диодного блока 5 и тиристорного вентиля 7. Диодный блок

5 открывается, тиристорный вентиль

7 остается в закрытом состоянии.

Скорость нарастания анодного напряжеЗ0 ния У на выводах тиристорного вентиля 7 равна скорости нарастания напряжения на конденсаторе 3 и ее можно оценить, пользуясь выражением где I — ток сглаживающего реакто—

z ра 2;

С вЂ” величина емкости конденса9 тора 3.

Порог срабатывания датчика 9 скорости нарастания анодного напряжения

U должен выбираться выше величины, определяемой выражением (1). В этом случае тиристорный вентиль 7 остается в закрытом состоянии, к нему прикладывается положительное напряжение, р"вное разности напряжений конденсатора 3 и накопителя 12. Тиристорный вентиль 6 остается в открытом состоянии и замыкает на себя ток накопительного реактора 4, предразрядное напряжение накопителя 12 не изменяется.

В моменты времени t начинается разрядный цикл емкостного накопителя 12 энергии. С этого момента положительное напряжение на зажимах тиdUó Ig Igg

dt С С (2) 3 ристорного вентиля 7 нарастает со скоростью, которую можно оценить по выражению

297200 Д ложительном напряжении на его зажимах. Порог срабатывания датчика 9 скорости нарастания анодного напряжения должен выбираться с учетом минимально возможной глубины разряда накопителя 12. где I, — ток разряда емкостного накопителя 12 энергии через нагрузку;

С< — величина емкости емксстного накопителя 12 энергии.

Порог срабатывания датчика 9 скорости нарастания анодного напряжения должен выбираться ниже величины, оп ределяемой выражением (2). В этом случае датчик 9 вырабатывает импульс на включение тиристорного вентиля 7 в момент времени и .Тиристорный вентиль 6 запирается разностью напряжений конденсатора 3 и накопителя 12

20 после включения тиристорного вентиля 7. Ток накопительного реактора

4 протекает через диодный блок 5 и тиристорный aeHTHJIb 7, заряжая на- 25 копитель 12. Через конденсатор 3 протекает разность токов накопительного

1 реактора 4 и сглаживающего реактора

12, напряжение на нем уменьшается и с момента времени t< становится меньше напряжения накопителя 12. В дальней30 шем процессы в устройстве протекают аналогично.

Глубина разряда емкостного накопителя 12 энергии может быть неодинаковой в различных разрядных циклах, вследствие нестабильности сопротивления разрядного контура. Длительность проводящего состояния тиристорного вентиля 6 в этом случае изменя40 ется в зависимости от глубины разряда накопителя 12. При уменьшении глубины разряда время, в в течение которого напряжение накопителя 12 достигает заданной предразрядной величины, будет уменьшаться, а длительность проводящего состояния тиристорного вентиля 6 увеличиваться. Величина емкости конденсатора 3 должна выбираться таким образом,чтобы после разрядного цикла с минимальной глубиной разряда, напряжение на

его зажимах становилось меньше заданной предразрядной величины напряжения накопителя 12 до срабатывания датчика 8 выходного напряжения. В этом случае импульс с выхода датчика 8 будет поступать на управляющий вход чиристорного вентиля 6 при IIQ

Таким образом, стабилизация предразрядного напряжения емкостного накопителя 12 энергии осуществляется и в том случае, когда напряжение на конденсаторе 3 сглаживающего фильтра превышает его величину. Поскольку на конденсаторе 3 допускаются пульсации напряжения, величина его емкости в предлагаемом устройстве может быть выбрана меньше, чем в известных. В то же время общее количество диодных и тиристорных ячеек диодного блока 5 и тиристорного вентиля 7 в данном случае при прочих равных условиях не превышает количество диодных ячеек диодного блока известных устройств. 3а счет уменьшения величины емкости к нденсатора

3 сглаживающего LC-фильтра существенно улучшаются массогабаритные показатели источника питания. формула изобретения

Стабилизированный источник питания для емкостного накопителя энергии, .содержащий блок зарядного напряжения, с выходом которого соединен вход сглаживающего LC-фильтра, накопительный реактор и диодный блок, подключенные последовательно к выходному потенциальному выводу сглаживающего LC ôèëüòðà, тиристорный вентиль, включенный параллельно накопительному реактору, датчик выходного напряжения, вход которого соединен с выходными выводами источника, предназначенными для подключения емкостного накопителя энергии, а выход — с управляющим входом тиристорного вентиля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей за счет уменьшения емкости конденсатора сглаживающего LC — фильтра, в него введен дополнительный тиристорный вентиль и датчик скорости нарастания анодного напряжения, причем дополнительный тиристорный вентиль включен между соответствующим выводом диодного блока и выходным потенциальным выводом источника, вход датчика скорости

Составитель Л.Морозов

Редактор Ю.Середа Техред Л.Сердюкова Корректор O.Луговая

Заказ 792/59

Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

5 1297200 Ь нарастания анодного напряжения соеди- ного тиристорного вентиля, а выход— нен с силовыми выводами дополнитель- с управлякнцим входом последнего.