Устройство для заряда накопительных конденсаторов

 

Изобретение относится к устройствам , использующим энергию, накопленную заряженным конденсатором, и может быть использовано для возбзпкдения механических импульсов, в том числе в источниках сейсмических колебаний . Цель изобретения - повьшение КПД устройства и снижение его массогабаритных показателей. Устройство содержит источник питания пос тоянного тока 1, инвертор 2, зарядное устройство 10 и накопительный конденсатор 18. За счет соединения поло (Л 00 00 00 ГчЭ 4 bi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 ((9) SU (ll) 1 (ц 4 С 01 7 1/04 Н 02J 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

®CF ...,.,- ". .9 - .

OllHOAHHE ИЗОЕРЕТЕНИ „"

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ „ ) " .( и.22 (21) 3908546/24-25 (22) 1 1.06. 85 (46) 23.03 ° 88. Бюл, N- 11 (71) Харьковское конструкторско-технологическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) П.А9Марченко (53) 550.834 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельства СССР

М- 1038896, кл. G 01 V 1/04, 1983, .Кныш В.А.Полупроводниковые преобразователи в системах заряда накопительных конденсаторов, — Л,: Знергоиздат, 1981 120 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИ-"

ТЕЛЬНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ (57) Изобретение относится к устройствам, использую1цим энергию, накопленную заряженным конденсатором, и может быть использовано для возбуждения механических импульсов, в том числе в источниках сейсмических колебаний, Цель изобретения — повышение КПД устройства и снижение его массогабаритных показателей, Устройство содержит источник питания пос тоянного тока 1, инвертор 2, зарядное устройство 10 и накопительный конденсатор 18. 3а счет соединения поло1383246

30 жительного вывода источника питаьщя со средней точкой конденсаторов 8 и 9, а отрицательного вывода — с вторым выводом накопительного конденсатора 18 суммируется энергия заряда от зарядного устройства 10 и от источника питания 1 непосредственно.

Изобретение относится к устройствам, использующим энергию, накопленную заряженным конденсатором, и может быть использовано в различных устройствах для возбуждения механических импульсов, в том числе в источниках сейсмических колебаний, Цель изобретения — повышение КПД устройства и снижение его массогабаритных показателей.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для заряда накопительного конденсато рао

Устройство содержит источник l постоянного тока, положительный вывод которого подключен к входу инвертора 2, содержащего тиристоры 3 и 4, катоды которых связаны через обмотку трансформатора 5, параллельно которой включен коммутирующий конденсатор 6. Средняя точка трансформатора 5 через индуктивность 7 соединена с отрицательным выводом источ- 25 ника питания. Положительный вывод источника питания соединен с общей точкой конденсаторов 8 и 9 зарядного устройства 10 . Конденсаторы 8 и 9 включены в диагональ тиристорного моста, содержащего тиристоры 11-14, Анод тиристора 11 подключен к первому выводу выходной обмотки трансформатора 5 и катоду диода 15, аноды диодов 15 и 16 соединены и подключены к общей точке конденсаторов 8 и 9 зарядного устройства 10, анод тирис тора 13 подключен к второму выводу обмотки трансформатора 5 и катоду диода 16. Катоды тиристоров 12 и 14 через индуктивность 17 связаны с первым выводом накопительного конденПри этом через инвертор 2 и зарядное устройство 10 передается лишь часть мощности, необходимой для заряда накопительного конденсатора, что позволяет увеличить КПД устройства и снизить его массогабаритные показатели. 1 ил. сатора 18 и обмотками 19 электромеханического преобразователя. Второй вывод конденсатора 18 соединен с отри! цательным выводом источника питания и катодом разрядного тиристора 20, анод которого соединен с вторым выводом обмоток 19 преобразователя.

Управляющий электрод разрядного тиристора 20 соединен с блоком управления разрядом (не показан), Первый выход блока 21 управления зарядом через отдельные вторичные обмотки импульсного трансформатора 22 связан с управляющими электродами тиристоров 4,12 и 13, второй выход через отдельные вторичные обмотки импульсного трансформатора 23 — управляющими электродами тиристоров 3,11 и 14, Устройство работает следующим ,образом,.

От источника питания постоянного .тока напряжение поступает на вход инвертора 2, В начальный момент тиристорный мост с тиристорами 11-14 закрыт, напряжение конденсаторного накопителя 18 равно нулю, конденсато",ры 8 и 9 зарядного устройства также не заряжены, Далее импульсы блока 21 управления подаются поочередно на первый и второй выходы с интервалом, равным половине периода работы инвертора, период работы инвертора 2 намного меньше периода источника 1 питания.

При подаче от блока управления импульса на первый импульсный трансформатор 22 открывается тиристор 4, на выходе инвертора появляется напряжение полярностью, указанной на схеме, одновременно открываются ти-: ристоры 12 и 13.

1383246

Конденсатор 9 заряжается по цепи плюс выходной обмотки инвертора 2тиристор 13 — конденсатор 9 — диод

15 — минус выходной обмотки инверто5 ра 2.

Одновременно импульс тока заряда конденсатора 18 проходит по цепи положительный вывод источника питания — конденсатор 8 - тиристор 12— индуктивность 17 - конденсатор 18— отрицательный вывод источника пита " ния. Конденсатор 8 заряжается полярностью, указанной на схеме. Ток прекращается. Через половину периода работы инвертора импульсы блока 21 управления подаются на второй импульсный трансформатор 23. К этому моменту ток в цепи тиристоров 12 и

13 прекратится, и тиристоры 12 и 2р

13 закрыты. При появлении управляющих импульсов на трансформаторе 23 открываются тиристоры 3, 11 и 14, Напряжение на выходе инвертора меняет полярность, Конденсатор 8 пе- 25 резаряжается по цепи второй вывод обмотки инвертора 2 - тиристор 11 конденсатор 8 — диод 16 — первый вывод обмотки инвертора 2, В это же время импульс тока заря- Зр да конденсатора 18 проходит по цепи положительный вывод источника питания — конденсатор 9 - тиристор 14— индуктивность 17 — накопитель 18— отрицательный вывод источника питания. При этом напряжения источника питания и конденсатора 9 суммируются.

Затем через половику периода инвертора 2 импульсы с первого выхода блока 21 управления вновь подаются 4р на первый импульсный трансформатор

22, открываются тиристоры 4,12 и 13 °

Конденсатор 9 перезаряжается по цепи плюс выходной обмотки инвертора 2— тиристор 13, — конденсатор 9 - диод 45

15 — минус обмотки инвертора 2, Поляр. ность после заряда указана на схеме.

В это же время импульсы тока заряда конденсатора 18 проходят по цепи положительный вывод источника пи50 тания — конденсатор 8 — тиристор 12— индуктивность 17 — накопитель 18— отрицательный вывод источника питания о

Затем поступают импульсы с второ»

ro выхода блока 21 управления, которые подаются на второй импульсный трансформатор 23, и работа схемы повторяется.

Когда накопитель зарядится до ноьжнального напряжения, схема сравнения прекращает подачу импульсов на выходы блока 21 управления, тиристорный мост запирается и заряд накопителя прекращается.

По сигналу "Разряд" импульс с вы-. хода блока управления разрядом не показан)) подается на управляющий электрод тиристора 20, Накопитель

18 разряжается на обмотку 19 преобразователя. В землю передается сейсмический импульс, одновременно подаются импульсы на выходы блока 21 управления, и заряд накопителя начинается вновь, но при этом после разряда напряжение на конденсаторе 18 будет обратной полярности по сравнению с указанной на схеме, что приведет к увеличению амплитуды импульсов тока заряда накопителя, так как при этом суммируются напряжения источника питания одного из конденсаторов 8 или

9 и конденсатора 18.

Заряд накопителя будет произведен за тот же период, без увеличения потребления мощности от источника

A Г"

Таким образом обеспечивается значительное снижение массогабаритных показателей источника за счет уменьшения габаритов и массы инвертора при сохранении требуемого напряжения заряда, а также повьппение КПД устройства в результате прямого накопления части энергии, поступающей от автономного источника, и обеспечения рекуперации части энергии, не использованной при разряде конденсаторного накопителя на обмотки преобразователя, формулаизобретения

Устройство для заряда накопительных конденсаторов, содержащее источник питания постоянного тока, инвертор, зарядное устройство, выполнен.ное в виде вентильного моста, в два плеча которого включены тиристоры, а в диагональ включены два конденсато-. ра, накопительный конденсатор, параллельно которому через разрядный тиристор подключен электромеханический преобразователь, блок управления зарядом, связанный с управляющими электродами тиристоров через импульсные трансформаторы, причем катодйая группа вентильного моста связана с

138324б

Составитель С.Кутаков

Техред М.Дндык

Редактор С.Пекарь

Корректор А Тяско

Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Э аказ 1292/42

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðîä, ул.Проектная,4 первым выводом накопительного конденсатора, анодная группа моста подключена к выводам выходной обмотки инвертора и катодам двух диодов, аноды которых соединены и подключены к общей точке конденсаторов зарядного устройства, а т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыщения КПД устройства и снижения его массогабаритных показателей, в два других

1 плеча вентильного моста включены тиристоры, управляющие электроды которых соединены с блоком управления через импульсные трансформаторы, отрицательный вывод источника питания постоянного тока соединен с вторым выводом накопительного конденсатора, а положительный вывод соединен с общей точкой конденсаторов зарядного устройства.