Генератор импульсов тока
Изобретение может быть использовано при построении систем управления генераторов для питания электромагнитных циклических ускорителей и других индуктивных нагрузок. Цель изобретения - повышение КЦЦ генератора - достигается за счет снижения потерь в накопительном конденсаторе. Для этого в генератор дополнительно введены формирователи 10 и 11 импульсов , а распределитель 9 импульсов выполнен в виде нечетного числа последовательно соединенных элементов 12,1-12„п задержки. Кроме того, генератор содержит мост из вентилей 1-4, накопительный конденсатор 5, индуктивную нагрузку 6, зарядное устройство 7 и задающий генератор 8. Достис гаемьй положительный эффект тем больше, чем больше скважность и число импульсов, генерируемых в серии. 3 иЛо (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН 1 4 " 03 К 3/53
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4135238/24-21 (22) 16.10.86 (46) 15.03.89. Бюл. Н 10 (71) Томский политехнический институт им. С.М. Кировца (72) Б.А. Багинский и В.Н. Макаревич (53) 621 ° 373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 171943, кл. Н 03 К 3/53, 1961.
Беркович E.È., Ивенский Г.В. Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнических установок. Л.: Энергоатомиздат, 1983, с. 166, рис. 4.16.
Авторское свидетельство СССР
У 993442, кл. Н 03 К 3/53, 1981. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА (57) Изобретение может быть использовано при построении систем управ„„SU„„1465943 А 1 ления генераторов для питания электромагнитных циклических ускорителей и других индуктивных нагрузок ° Цель изобретения — повышение КПД генератора — достигается за счет снижения потерь в накопительном конденсаторе.
Для этого в генератор дополнительно введены формирователи 10 и 11 импульсов, а распределитель 9 импульсов выполнен в виде нечетного числа последовательно соединенных элементов
12.1-12,п задержки. Кроме того, генератор содержит мост из вентилей 1-4, накопительный конденсатор 5, индуктивную нагрузку 6, зарядное устройство 7 и задающий генератор 8 ° Достигаемый положительный эффект тем боль- ® ше, чем больше скважность и число импульсов, генерируемых в серии.
3 ил. С:
1 <6 > 1 > j
><>i>ii iÐ ("ии отifoс > т s,,i Iif If!v ц> (.Ho!1 тс ххч1(к(H ?10;-;(>т бы 1 ь и(ПОЛЬ.)01> Я-чс> 111)и Ilo(. Tp0(..HI!ii с? :(. т: ". упj)яг>л>еи)i." гс не ратoр<)13 д.>(я >?и -:..-?ниь:)лектромаг—
l(!! (() Н l(HI(>II(Ч Е (К !) V» 1<0 j) I i ГЕ >?ЕИ И Д»Р >"гих индуктивных на ру.-;Ок, Цель из об ре-егия - поль??(?е ние Я"..,(1 генеp,ë "Toj);I импульсоз т>к,.:)а счет снижения потерь в .;:".I;o)IH.(åëь??ом коч- 10
ДЕ и С»>. > 0 >) (3, 1 . а <(>(?г, i изображен:-. т>рииципиальная .)Лектр.- ?ескяя схема генератор".-.
;iIH(УЛЬСОН ТОКЯ С > j)Bi 1 .> Д(3т> РЯМ ?Ь H;-) I>j))()(<Å HI<» H-1 Н ЯКС)ПИт И— ( нОм КОнде??с яTnpe и TO!<»1 на гру) зки при неравномерном распределении им. пульсов„ формируемых блоком управления, (Оотн ..-"."с вечно н 3 (1)иг. За 20 фиг . 2б — диаграммы на пряже)гия на на", 1< 0 rlI3 re Jib f I Or ?< o I I Jie1I C a TO j>» H ТО К а Н а грузки при равномерно (ра =пределании импульсов, с?)01>мируемых блоком уп гРЯВЛ(?ИИЯ > СООТВЕTCТВ(HHC Генер T(>p импульсов то.<а со)>ер)!(((т g>oc T и 3 первого i,, 13торс го 2, третьего 3 и (f; —.": i (ðтого, I!013 (I-Iлей. Анод ПЕрнс)ГО 30(1ò(!Ля 11 И КЯТОД трЕТЬЕГО вентиля 3 соединены межпу собой и 1?одключе?!!1 чере з накопи гельчый кондеян с я! Ор .) к !f3! 07(> в то?а ОГО в еи (иля 2 Л! Катоду ?С ТНЕртОГО ВЕН 1"И)Г)! 4,, К?3ТС>— ?ы первого i и н ?орого 2 веити)(е!й Соединены ?с рез индуктивн ю нагру.3Kv с аиот(ами третьегo 3> и;<етвертого (> >> вентилей,. Генератор ил!(г) льсов тока ( также содержит зарядное устройcòíî 1 и 110< .>(едОт(а 1 ельио сое(:,иl>еин! ?е за дя?О?3?и» генератор 8 и 1>яс чреде>?ител f, импульс(»>. первый 0 и второй 11 формирона 1 ели импульсов. "- арядиое устройство 7 подк.гпоче 0 параллельно 3!Яко!?ите.>п,ному конденсaTOpv . ) > а ?)а С?(РЕДЕ П!3 FCJ) 5 9 ИЛП >>ЛЬСОВ ?II>IHOJIIIPII В виде нечетного числа последователь- 4 13?о соединениь?х элементов 12,1,, 12,12.п .)адержки., прицел? входы 1!ер?301 о формирователя 10 имг!ульсов подключе1(!ы к 1)yo!I;If! элементов f 7 1, 12, 317 „ii задержки с нечетным номером,, я 50 1 тор<.! <> формирователя 11 импульсов к выходя(эт?лх элементов 12, 1, 12. 3 и,алержки,, выходы первого форми-1)онаf(ч> 10 импульсов подкл?очен к упраилян>щим входам перво! 0 1 и чет- 55 Верт, гi» 13< итилей, а выход BTAp(li 0 сЬормир >3» (»?я 1 1 импульсов подк)почен к у>1?>,(i> i! нн иг;> входам второго 2 и "р нi «> 3 ч(1(т(!лей. Г(.г(е(» г<>р импулг СОН тока работает с ледуннц(?м с)бра зом. В пеfi()íé момент Ifp<ìeни t блОк о управления вь?рабатывает Отпирающий II)I!lyric! с „который поступает на управляющие .)ходы вентилей 1 и 4, в ре-. .зультат! (It I.O B(HTHJHI 1 и 4 отпира(отся и накопительный конденсатор, предварительно заряженнь>й с полярностью, указанной на фиг. 1, лерезаряжается через них и индуктивную нагрузку 6 (ф!31 . 2o) до исходного уровня напряжения обратной полярности. Восс Taf > с задержкой, равной длительности импульса т )i;l второй формирователь 11 формирует отпирающий импульс 5 поступя!о(ц)!й ча управля!ощие входы >)ентилей 2 и 3 в ре )óJ)üòä Те чего :>еч(!(ли 2 и 3 отпираются и накопиг(.I!sf!If! f н<)1?де?-гсг!Тс р 5 вновь перезаряжается с,
ToKа 33 и;1) 1)узк(" Остается неизменнОй, Затем в:«Оменты ?:, и ?:З с задержкой, также ра).ной длительности импульса тока чаг ;узки, формирователи 10 и 11 импульсот> в>нрабатывают импульсы, отпираннцие соответственно вентили 1 и 4 или 2 !1 3. П?ри четном числе им-, пуль<..ов в серии полярность напряже-. ния на ff?II<îïifòeëüèoì конденсаторе 5 в начале и конце серии одинакова, . Э 1 о приво ит к появлению постоянной составлянтщей в напряжении на накопительном конденсаторе, которая будет отсутствовать при нечетном числе отпирающих импульсов, Появление постоя!!Ной! Сос.тавляющей в напряжении при прочих равных условиях приводит к снижению потерь в конденсаторе. Число импульсов в серии (в рассматриВн)ЕМОМ ПРИМЕРŠ— ЧЕТЫРЕ) За ПЕРИОД Т =-t „-t серии остается таким же, как в прототипе при равномерном распределении импульсов внутри периода Т,), когда временной интервал Т > между импульсами одинаков и ранен Т р =То/Т, где М вЂ” число импульсов за время Т Е асчет потерь ведут используя метод ряз.>io;f<åíèÿ несинусоидального няпряже(3И>3 н ряд Фурье и суммирования fi<> f(p;-,> i отдельных гармоник, 1 6 "594 1 полагая при расчете, что tp d — коэффициент потерь диэлектрика накопительного конденсатора постоянен, Потери Р, в конденсаторе с ем5 костью С при синусоидальном напряжении частотой ы и амплитудой U равны (1) Р о = 0,5 Ц i> С tgd . Потери P в конденсаторе в случае несинусоидального напряжения равны Для напряжения, форма которого приведена на фиг. 2а и фиг. 2б получим . СО 30 (4) п(И - S -4п ) 8S N К с 1 где $=Т / t „= =Т /М tM скважность импульсов тока нагрузки; 35 длительность импульса тока нагрузки; N=2,4, 6, — четное число. Положительный эффект использова40 ния предлагаемого генератора импульсов тока имеется всегда, причем он Р =Р -, и(— — -)= Pco К (2) Бгг 2 rl= 7 П 3 15 где и — номер гармоники; Н „ — амплитуда п-й гармоники; Кс — коэффициент изменения потерь в конденсаторе при несинусоидальном напряже- 20 равньй Кс Рс Pco Коэффициент К для напряжения, форма которого приведена на фиг. За и фиг. Зб, равен 16 S r» cos (пи/2S) К вЂ” — — — — — - ° (3) с Р2 „, п(Я -п ) < тем больше, чем больше скважность S и число И импульсов в серии. Например, при S = 5 и N = 6 можно снизить потери в накопительном конденсаторе вдвое. формулаизобретения Генератор импульсов тока, содержащий мост из первого, второго, третьего и четвертого вентилей, анод первого и катод третьего вентилей соединены между собой и подключены через накопительный конденсатор, к аноду второго и катоду четвертого вентилей, катоды первого и второго вентилей объединены и через индуктивную нагрузку соединены с анодами третьего и четвертого вентилей, зарядное устройство и последовательно соединенные задающий генератор и распределитель импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет снижения потерь, в него введены первый и второй формирователи импульсов, зарядное устройство подключено параллельно накопительному конденсатору, а распределитель импульсов выполнен в виде нечетного числа последовательно соединенных элементов задержки, причем входы первого формирователя импульсов подключены к входам элементов задержки с нечетным номером, а второго формирователя импульсов — к восходам этих элементов задержки, выходы первого формирователя импульсов подключены к управляющим входам первого и четвертого вентилей, а выход второго формирователя импульсов подключен к управляющим входам второго и третьего вентилей. 1465943 О фОР. 3 Составитель В.Чижиков Техред J1.Ñåðäþêîâà Редактор А,.Ревин Корректор Л.Патай Заказ 953/52 Тираж Р>79 Подписное BHNKIN Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101
