Источник питания импульсным током

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в качестве источника питания при электрофизических и электрохимических методах обработки. Целью является повышение КПД. Устр-во содержит четьфе моста на тиристорах 4-7 и последовательные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора 10 и дросселя 11. Нагрузка 14 подключена к мостам через коммутирующие дроссели 3. Диод 16 соединен с конденсатором 17, зашунтированным дрс сселем 18. В номинальном режиме работы в схеме практически отсутствуют обратное тиристорам бесполезное преобразование и обмен энергии между реактивными элементами, минуя нагрузку. 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (дц 4 Н 02 М 3/315

I 13, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4102025/24-07 (22) 05.08.86 (46) 07.02,88. Бюл. В 5 (71) Ленинградский электротехнический институт им, В.И.Ульянова (Ленина) (72) А.С.Васильев, С.В.Дзлиев, Е.М.Силкин и А.Д.Куаньппбаева (53) 621.314,57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 759285, кл. Н 02 М 5/42, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1261065, кл . Н 02 М 3/315, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 916207, кл. В 23 H 7/16, 1980.

„.SU„„1372527 A1 (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНО

ТОКОМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в качестве источника питания при электрофизических и электрохимических методах обработки. Целью является повьппение КПД. Устр-во содержит четыре моста на тиристорах 4-7 и последовательные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора 10 и дросселя 11. Нагрузка 14 подключена к мостам через коммутирующие дроссели

3. Диод 16 соединен с конденсатором

17, зашунтированным дросселем 18. В номинальном режиме работы в схеме практически отсутствуют обратное тиристорам бесполевное преобразование и обмен энергии между реактивными

1372527

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоват ься в качестве источника питания при электрофизических и эл. ктрахимических методах обработки.

Целью изобретения является повышение КПД.

На фиг.1 представлена принципиальная схема источника; на фиг.2а-г пакеты импульсов тока lq создаваемые каждым мостом, униполярный импульс тока i,4, протекающий через нагрузку.

Источник питания состоит из подключенных к источнику 1 постоянного тока через дроссели фильтра 2 четырех мостов, соединенных попарно параллельно и подключенных к коммутирующим дросселям 3. Мосты содержат тиристоры 4-7 и коммутирующие LC-кон- 20 туры на конденсаторе 8 и дросселе 9.

Источник содержит последовательные цепи, состоящие из конденсатора 10 и дросселя 11, включенные между точками соединения мостов с дросселями филь- 25 тра, и дополнительную последовательную цепь из конденсатора 12 и дросселя

13, подключенную параллельно нагрузке (межэлектродному промежутку) 14, один конец которой соединен с отри- 30 цательным выводом источника постоянного тока, а другой - с точкой соединения коммутирующих дросселей и анодов диодов 15, катоды которых подключены к точкам соединения дросселей фильтра с мостами, катодные группы которых соединены с катодами диодов

16, аноды которых подключены к отрицательному выводу источника постоянного тока через дополнительные конденсаторы 17, зашунтированные дополнительными дросселями 18.

Источник питания работает следующим образом.

При включении тиристоров 4 и 7 моста 1 в контуре, образованном конденсатором 8, дросселем 9, дросселем

3, межэлектродным промежутком 14, конденсатором 10, дросселем 11, протекает полуволна колебательного тока, перезаряжающего конденсатор 8 (контур 4-8-9-7-3-14-11-10-4). При спаде тока указанного контура напряжение на дросселе 3 изменяет знак (+" справа), и как только это напряжение превысит сумму напряжений на дросселе 11 и конденсаторе 10, отпираются диоды 15 и 16. Ток тиристора при этом быстро спадает до нуля и они выключаются. Излишняя электромагнитная энергия, накопленная в магнитном пале коммутирующего дросселя, через диоды 15 и !6, конденсатор 17 возвращается источнику постоянного тока.

Тиристоры первого и второго мостов работают с постоянным сдвигом по фазе íà 180 эл.град. После окончания работы диодов 15 и 16 включаются тиристоры 5 и 6 второго моста. Процессы, происходящие при этом, аналогичны описанным. В результате через межэлектродный промежуток протекает второй импульс тока, входящий в пачку импульсов. Со сдвигом в 180 эл. град работают между собой и другая пара мостов, но моменты включения тиристоров этих мостов сдвинуты по фазе на 90 эл.град. по отношению к моментам включения тиристоров первой пары мостов, В результате сложения в цепи нагрузки импульсов тока всех четырех мостов выходной импульс тока имеет форму, близкую к прямоугольной, причем длительность выходных импульсов легко регулируется схемой управпения путем включения и выключения мостов через определенные интервалы времени, На фиг.2 показаны: а-г — пакеты импульсов тока соответственно первого, второго, третьего и четвертого мостов, д — выходной импульс тока, протекающий 1ерез межэлектродный промежуток.

При работе диодов 15 и 16 ток протекает через конденсаторы 17. Для исключения подзаряда конденсаторов постоянным током диодов они зашунтированы дросселями 18.

Параметры схемы источника выбраны таким образом, что в номинальном режиме работы ток через диоды 15 и 16 близок к нулю. При изменении сопротивления нагрузки в сторону .короткого замыкания растет добротность контура коммутации инверторов. Однако это не вызывает существенного возрастания амплитуды тока через межэлектродный промежуток, так как в схеме предусмотрен возврат излишней электромагнитной энергии в источник постоянного тока.

Последовательная цепь, состоящая из конденсатора 12 и дросселя 13, в номинальном режиме работы и при изменении сопротивления нагрузки вплоть

1372527 до короткого замыкания зашунтирована относительно малым сопротивлением межэлектродного промежутка и не оказывает существенного влияния на режим работы источника питания °

При изменении сопротивления нагру" зки в сторону холостого хода цепь из конденсатора 12 и дросселя 13 начина- 10 ет шунтировать межэлектродный промежуток и действие ее таково, что инверторные мосты не переходят в апериодический режим. работы при существенном изменении сопротивления нагрузки от номинального значения в сторону холостого хода. При дальнейшем увеличении сопротивления межэлектродного промежутка напряжение на конденсаторе

12 возрастает. Это вызывает уменьше20 ние напряжения на инверторных мостах.

Как только напряжение на конденсаторе 12 станет равным напряжению источника постоянного тока, инверторные мосты отключаются.

Формула изобретения

Источник питания импульсным током, содержащий четыре тиристорных моста с коммутирующими LC-контурами в диаДО гоналях, соединенным.,попарно параллельно и подключенных sã.ðåý соответствующий для каждой пары мостов дроссель фильтра к положительному входному выводу, причем к точкам соединения пар мостов с дросселями фильтра подключены соответствующие последовательные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора и дросселя и подключена свободным концом к отрицательному входному выводу, соединенному с первым выходным выводом, а параллельно выходным выводам под— ключена дополнительная последовательная цепочка из конденсатора и дросселя, а также диоды, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен двумя коммутирующими дросселями и двумя дополнительными конденсаторами, каждый из которых зашунтирован дополнительным дросселем и подключен первой обкладкой к отрицательному входному выводу, а второй обкладкой — к аноду соответствующего диода, соединенного катодом с катодными группами соответствующей пары мостов и через коммутирующий дроссель — с вторым выходным выводом и анодами двух других диодов, подключенных катодами к соответствующим точкам соединения пар мостов с дросселями фильтра.