Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для заряда накопительного конденсатора. Цель изобретения - повышение максимального зарядного напряжения на накопительном конденсаторе. Заряд конденсатора 11 обеспечивается от трехфазного источника 1 переменного тока, обмотки 2, 3, 4 которого соединены последовательно , через вентильно-конденсаторньй каскадный выпрямитель, коммутация которого обеспечивается тиристорами 29, 30, 31, 32. Включение тиристоров в требуемые моменты времени обеспечивается блоками 18, 20 управления . Устройство позволяет получить напряжение на конденсаторе 11 до 30 Ещ, , что по сравнению с прототипом увеличивает в 6,25 раза электрическую энергию, запасаемую накопительным конденсатором за один цикл заряда. 2 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 " 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторском свидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4189059/24-21 (22) . 04.02.87 (46) 15.03.89. Бюл. 1Ф 10 (72) В.И.Рубан и Э.Г.Иилевич (53) 62 1.373 .43 1 (088 .8) (56) Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства. И., 1984, с. 394, рис. 17.24.

Авторское свидетельство СССР

В 892674, кл. Н 03 К 3/53, 31 ° 03.80. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для заряда накопительного конденсатора. Цель изобретения — повышение максимального за„„SU„„1465944 А1 рядного напряжения на накопительноМ конденсаторе. Заряд конденсатора 11 обеспечивается от трехфазного источника 1 переменного тока, обмотки 2, 3, 4 которого соединены последовательна, через вентильно-конденсаторный каскадный выпрямитель, коммутация которого обеспечивается тиристорами 29, 30, 31, 32, Включение тиристоров в требуемые моменты времени обеспечивается блоками 18, 20 управления. Устройство позволяет получить напряжение на конденсаторе до 30 Е, что по сравнению с прототипом увеличивает в 6,25 раза электрическую энергию, запасаемую како- а

Э ф пительным конденсатором за один цикл заряда. 2 ил.

1465944

Изобретение относи ся к импульсной технике и может быть использова-, но в системах заряда накопительного конденсатора.

Цель изобретения — поэьппение мак5 симального зарядного напряжения на накопительном конденсаторе.

На фиг ° 1 изображена поинципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - пример выполнения блока управления.

Устройство содержит трехфазный источник 1 переменного тока, конец пер( вой обмотки 2 которого соединен с ,концом второй обмотки,3„начало которой соединено с концом третьей обмотки 4 начало первой обмотки 2 соеди9 нено с анодом первого диода 5, катод ( которого соединен с анодом второго

; диода 6 и первой обкладкой первого конденсатора 7, вторая обкладка которого соединена с началом третьей обмотки 4 трехфазного источника 1 переменного тока, катод второго дио( да 6 соединен с первой обкладкой второго конденсатора 8 и анодом тре— тьего диода 9, катоц которого соеди нен с:первой обкладкой третьего 10 и четвертого 11 конденсаторов, вторая обкладка четвертого конденсатора 11 соединена с первой обкладкой пятого конденсатора 12 и анодом четвертого диода 13, катод которого соединен с первой обкладкой шестого конденсатора

14 и анодом пятого диода 15, катод

35 которого соединен с первой обкладкой седьмого конденсатора lá и анодом шестого диода 17, первый блок 18 управления, первый вывод 19 которого соединен се второй обкладкой четвертого конденсатора 11, второй блок

20 управления, седьмой 2 1, восьмой

22, девятый 23, десятый 24, одиннадцатый 25, двенадцатый 26, тринадцатый 27 и четырнадцатый 28 диоды, первый 29, второй 30, третий 3 1 и четвертый 32 тиристоры, анод первого тиристора 29 соединен. с первой обкладкой первого конденсатора 7, 50 катод — со второй обкладкой второго конденсатора 8 и анодом седьмого диода 21, катод которогс соединен с .началом первой обмотки 2 трехфазного источника переменного тока, катодом восьмого диода 22, анод ко1 торого соединен со второй обкладкои третьего конденсатора 10, катоцом второго тиристора 30, анод которого соединен с анодом третьего диода 9, катод третьего тиристора 3 1 соединен с первой обкладкой седьмого конденсатора 16, анод — со второй обкладкой шестого конденсатора 14 и катодом девятого диода 23, анод которого соединен с началом третьей обмотки 4 трехфазного источника переменного тока и анодом десятого диода 24, катод которого соединен со второй обкладкой пятого конденсатора !

2 анодом четвертого тиристоря 32, катод которого соединен с катодом четвертого диода 13, вторая обкладка седьмого конденсатора 16 соединена с катодом седьмого диода 2 1, катод шестого диода 17 соединен с анодом девятого диода 23, второй вывод 33 первого блока 18 управления соединен с анодом четвертого тиристора 32, третий вывод 34 — с управляющим электродом второго 30 и четвертого 32 тиристоров, четвертый вывод 35 через одиннадцатый диод 25— с катодом второго тиристора 30, а через двенадцатый диод 26 — с катодом четвертого тиристора 32, первый вывод 36 второго блока 20 управления соецинен с управляющим электродом первого 29 и третьего 3 1 тиристоров, второй вывод 37 через тринадцатый диод 27 — с катодом первого тиристора" 29, а через четырнадцатый диод 28 — с катодом третьего тиристора 31, третий вывод 38 — с анодом третьего тиристора 3 1, четвертый вывод 39 — с катодом четвертого тиристора 32, пятый 40 и шестой 41 выводы соединены соответственно с пятым 4?..и шестым 43 выводами первого блока 18 управления, с началом первой 2 и третьей 3 обмоток трехфазного источника 1 переменного тока.

Блоки 20 и 18 управления построены по идентичным схемам с учетом контролируемого полупериода напряжения на основе трансформатора 44, выпрямителей 45-47 (с выходным напряжением Е „ Е, и Еэ соответственно) транзисторов 48-51, потенциометров 52 и 53 и конденсатора 54.

Устройство работает следующим образом.

Я течение одного цикла заряда, которым назовем промежуток времени, соответствующий полупериоду изменения напряжения на фаэных выводах обмоток 2 и 4, до определенных уров-, 3 14 ней напряжения могут заряжаться одновременно несколько конденсаторов.

Для упрощения описания условно будем считать, что.за один цикл энер гия от суммарного источника питания передается полностью в конденсаторы одного каскада, при этом их заряд происходит синхронно. При мгновенном изменении напряжения источника питания отрицательный полуволной назовем состояние, когда потенциал вывода обмотки 2 выше потенциала вывода обмотки 4, положительной — наоборот.

Отметим, что при отрицательной полуволне до напряжения источника питания, максимальное значение которого равно 2 Е, заряжаются конденсаторы

16 и 7 первого каскада. В положительные полупериоды в зависимости от уровней заряда конденсаторов 14 и 12 происходит формирование управляющих сигналов на выводах 36 и 37 и 34 и

35 блоков 20 и 18 управления. Переход из закрытого состояния в открытое любого из тиристоров происходит при подаче на его управляющий электрод от соответствующих выводов- 36 и 34 блоков 20 и 18 управления управляющих импульсов напряжения и при наличии на его аноде напряжения зажигания положительного по отношению к его катоду. По мере увеличения напряжения на конденсаторах 12, 10 и

11 ток, протекающий через них,уменьшается и в определенный момент находящиеся в цепи их заряда тиристоры погасают. Отметим, что в каждой цепочке для каждого конденсатора, заряжающегося в определенный положи-тельный полупериод, конденсаторы всех предыдущих каскадов являются вольтодобавочными. Например, для конденсатора 12 (10) вольтодобавочными являются конденсаторы 14 и 16 (7 и 8).

В один из положительных полупе риодов до уровня 4 Е, заряжаются конденсаторы 14 (8) второго каскада по цепи: фазный вывод обмотки 2 (4), конденсатор 16 (7), диод 15 (6) .конденсатор 14 (8), диод 23 (21), фазный вывод обмотки 4. В следующий положительный полупериод при достижении напряжения на конденсаторе 14 (выводах 38 и 39) уровня срабатыва,ния блока 20 управления управляющий сигнал формируется на ее выводах

36 и 37 и тем самым обеспечивается

65944 цепь заряда конденсаторов 12 (10) до напряжения, максимальное значение которого равно 8 Е,„ . Цепь заряда конденсатора 12 (10): фазный вывод обмотки 2 (4), конденсатор 16 (7), тиристор 31 (29), конденсатор 14 (8), диод 13 (9),конденсатор 12 (10), диод 24 (22), фазный вывод обмотки

10 4 (2). Наличие максимального напряжения на конденсаторе 12 (выводах

33 и 19) является одним из условий срабатывания блока 18 управления и появления на е"о выводах 34 и 35 управляющих сигналов тиристорамИ

32 и 30.

В один из следующих положительных полупериодов, когда все вольтодобаночные конденсаторы 12, 14, 16, 10, 8 и 7 заряжены до своих максимальных значений напряжения, равного

30 Е, заряжается накопительный кондейсатор 11 по цепи: вывод обмотки 4, конденсатор 7, тиристор 29, 25 конденсатор 8, тиристор 30, конденсаторы 10, 11 и 12, тиристор 32,конденсатор 14, тиристор 3 1, конденсатор 16, вывод обмотки 2. При этом для накопительного конденсатора 11 вольтодобазочными являются все остальные конденсаторы 12, 14, 16, 10, 8 и 7.

Однополупериодный блок управления (фиг.2) реализует алгоритм уп35 равления тиристорами 29-32. При отрицательной полуволне напряжения трехфазного источника 1 переменного тока потенциал вывода 41 (43) выше потенциала вывода 40 (42), в ре- зультате чего конденсатор 54 разряжается через открытый транзистор

48, а напряжение на входе транзистора 49 равно практически нулю. В результате через транзистор 50 про45 текает коллекторный ток, который запирает транзистор 51. В начале положительной полуволны транзистор 4" закрывается и конденсатор 54 начи" нает заряжаться от двух выпрями5О телей 4 7 и 46 до: уровней Е э=У у U сь и Е2, где Цсм — напряжение на выходе потенциометра 52. Так как внутреннее сопротивление выпрямителя 47 значительно меньше внутреннего со55 противления BbJITpRMHTBJIH 46 TO KOH денсатор 54 практически мгновенно

\ заряжается до уровня Е, которое является функцией U . Величина сопротивления резистора 55 выбрана

i0

20, 25

5Р

55 такой, что в течение одного полупериода напряжение на к<н1денсаторе

54 за счет заряда от выпрямителя

4б практически не изме1::яется, т„е. остается приближенно ря)зным Е . Таким образом„уровень заряда конденсатора 54 зависит от настройки потенциометра 52 и напряжения U уп-, равления, ко-орое подается на выводы 38 (33) и 39 (19) от соответствующих обкладок конденсаторов 14 и

1б (фиг.1). При достижении напряжения на конденсаторе 54 порога срабатЫвания триггер Шмитта (транзисторы 49 и 50) опрскидывается в другое состояние, транзистор 5 l открывается током, определяемым резистором 56, а на выводах Зб (34) и 37 (35) по-. является импульс напряжения.

Устройство позволяет увеличить максимальное зарядное. напряжение на накопительном конденсаторе до 30 Е „,ф что в сравнении с прототипом в 2,5 раза больше. Этим обеспечивается увеличение электрической энергии, запасаемой накопительным конденсаTop oN 3 я Один цикл з Врядя р В б р 25 ряз с

ФормуJTà из об зетения

Устройство цля зарядя накопитель." ного конденсатора, содержащее трех, фязньы истОчник перемен нс I" О тока конец первой обмотки когорого соединен с концом вторсй обмотки., начало

i которой соецинено с концсм третьей обмотки,, на яло первой обмотки соединено с анодом первого диода, катод

KoTop ox О соединен с с1нодОм втОрогО диода и первой обкладкоч первого ко1щенсатора, вторая обктадка которого соединена с началом третьей

, обмотки трехфазного иста -.ника пере( менного тока, катод вторс>го диода соединен с первой обклацкой второго конденсатора и анодом третьего диода, катод которого соединен с первой обкладкой третьего и четвертого конденсаторов, вторая обкладка четвертого конденсатора соецинена с йервой обкладкой пятого конденсатора и,анодом четвертого циода. катод которого соединен с первой обкладкой шестого конденсатора и анодом пятогс диода, катод которого соединен с пер вой обкладкой седьмого конденсатора и анодом шестого диода, первый блок управления, первый вывод которого соединен с второй обкладкой четвертого кбнденсатора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения максимального зарядного напряжения на накопительном конденсаторе, в устройство введены второй блок управлення, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринаДцатый и четырнадцатый диоды, первый, второй, третий и четвертый тиристоры, анод первого тиристора соединен с первой обкладкой первого конденсатора„ катод — с второй обкладкой второго конденсатора и анодом седьмого анода, катод которого соединен с началом первой обмотки трехфазного источника переменного тока, катодом восьмого диода, анод которого соединен с второй обкладкой третьего конденсатора, катодом второго тиристоря, анод которого соединен с анодом третьего диода, катод третьего тиристора соединен с первой обкладкой седьмого конденсатора, анод— с второй обкладкой шестого конденсатора и катодом девятого диода, анод которого соединен с началам третьей обмотки трехфазного источника переменного тока и анодом десятого диода, катод которого соединен с второй обкладкой пятого конденсатора, анодом четвертого тиристора, катод которого соединен с катодом четвертого диода, вторая обкладка седьмого конденсатора соедиНЕня с кятсдом седьмого диода, катод шестого диода соединен с анодом девятого диода, второй вывод первого блока управления соединен с анодом четвертого тирнстора, третий выводс управляющим электродом второго и третьего тиристоров, четвертый вывод через одиннадцатый диод — с катодом третьего тиристора, а через двенадцатый диод — с катодом четвертого тиристора, первый вывод второго блока управления соединен с управляющим электродом первого и третьего тиристоров, второй вывод через тринадцатый диод — с катодом первого тиристора, а через четырнадцатый диод — с катодом третьего тиристора, третий вывод - с анодом третьего тиристора, четвертый вывод— с катодом четвертого тиристора, пятый и шестой выводы соединены соответственно с пятым и шестым выводами первого блока управления, с началом первой и третьей обмоток трехфазного источника переменного тока.

1465944

Составитель,А. Горбачев

Редактор А.Ревин Техред М.Дидык Корректор С. Шекмар

Заказ 954/53 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101