Генератор импульсов тока

 

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение КПД, что достигается включением индуктивных нагрузок (обмоток реверсивного двигателя) через рабочие тиристоры параллельно источникам питания и применением цепи, состоящей из вспомогательных тиристоров и коммутирующего конденсатора, для выключения рабочих тиристоров и рекуперации оставшейся энергии индуктивных нагрузок в коммутирующий конденсатор. При подаче отпирающего импульса на управляющий электрод рабочего тиристора 3 он открывается и происходит разряд накопительного конденсатора 1 на индуктивную нагрузку 4 двигателя, при этом возникающая электромагнитная сила передвигает его якорь. В момент времени, когда якорь двигателя достигнет упора происходит открывание вспомогательного тиристора 6 и к рабочему тиристору 3 прикладывается обратное напряжение предварительно заряженного коммутирующего конденсатора. Рабочий тиристор 3 закрывается и отключает индуктивную нагрузку 4 от накопительного конденсатора 1. При этом оставшаяся в индуктивной нагрузке энергия через вспомогательный тиристор 6 передается в коммутирующий конденсатор, перезаряжая его. По мере передачи оставшейся энергии нагрузки в коммутирующий конденсатор ток вспомогательного тиристора 6 уменьшается до нуля и он закрывается. Процессы формирования импульсов тока для перемещения якоря двигателя в обратном направлении аналогичны.4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s Н 03 К 3/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

:г .r„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4430756/21 (22) 30.05.88 (46) 23.01.91. Бюл. М 3 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) И.М,Чуркин и Н.Н.Гриднева (53) 621.373(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 919063, кл. Н 03 К 3/53, 1982, Авторское свидетельство СССР

М 1018201, кл. Н 03 К 3/53, 1983. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА (57) Изобретение относится к импульсной технике, Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение КПД, что достигается включением индуктивных нагрузок (обмоток реверсивного двигателя) через рабочие тиристоры параллельно источникам питания и применением цепи, состоящей из вспомогательных тиристоров и коммутирующего конденсатора, для выключения рабочих тиристоров и рекуперации оставшейся энергии индуктивных нагрузок в коммутирующий конденсатор. При подаче. Ж,„, 1622924 А1 отпирающего импульса на управляющий электрод рабочего тиристора 3 он открывается и происходит разряд накопительного конденсатора 1 на индуктивную нагрузку 4 двигателя, при этом возникающая электромагнитная сила передвигает его якорь. В момент времени, когда якорь двигателя достигнет упора происходит открывание вспо могательного тиристора 6 и к рабочему тиристору 3 прикладывается обратное напряжение предварительно заряженного коммутирующего конденсатора. Рабочий тиристор 3 закрывается и отключает индуктивную нагрузку 4 от накопительного конденсатора 1. При этом оставшаяся в индуктивной нагрузке энергия через вспомогательный тиристор 6 передается в коммутирующий конденсатор, перезаряжая его. По мере передачи оставшейся энергии нагрузки в коммутирующий конденсатор ток вспомогательного тиристора 6 уменьшается до нуля и он закрывается. Процессы формирования импульсов тока для перемещения якоря двигателя в обратном направлении аналогичны. 4 ил. 1622924

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для питания обмоток возбуждения устройств, создающих импульсные магнитные поля, н частности для питания обмоток возбужден1я реверсивного двигателя возратно-поступательного движения.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение его КПД.

На фиг.1 изображен генераторимпульсов тока (ГИТ); на фиг,2 — кривые токов и напряжений на элементах схемы при работе ГИТ; на фиг.3 — принци иальная схема реверсивного двигателя возвратно-поступательного доижения LII4pykqL1olIIIO-динамического типа; на фиг.4 — кривые токов и напряжений на элементах ГИТ при аго срабатывании I3 режиме форсиранки т3озб3уждения и гашения электромагнитного поля двигателя.

Устройство состоит из первого накопительного конденсатора 1, подключенного к первому источнику 2 постоянного тока и через первый основной тиристар 3 к 11Ppl30L1 индуктивной нагрузке 4, выполненной в виде обмотки возбуждения прямого хада ревсрсивнаго двигателя возвратно поступательного движения. Коммутирующий конденсатор 5 через первый вспомогательный тиристор 6 подключен к индуктивной нагрузке 4 и через второй вспомогательный тиристор 7 — к второй индуктивной нагрузке

8, выполненной в виде обмотки возбуждения обратного хода реверсивного двигателя возвратно-поступательного движения, которая, в свою очередь, через второй основной тиристор 9 подключена к второму накоп 1тельному конденсатору 10 и к отарому источнику 11 постоянного тока.

На фиг. 2 приведены кривые напряжения и токов на элементах ГИТ, где 12 и 13— напряжения на первом 1 и втором 10 накопительных конденсаторах; 14 и 15 — токи в первой 4 и во второй 8 индуктивных нагрузках (пунктирам — если индуктивнастями 4 и

8 служат обмотки двигателя вазратно-паступательнога движения, т.е. индуктионости 4 и 8 переменные; сплошные — если индук инности 4 и 8 постоянные); 16 — напряжение, на коммутирую:цем конденсаторе 5.

Двигатель (фиг,3) состоит из цилиндрического ферромагнитного якоря 17 с короткозамкнутым витком 18, выпал IPIIIlûì, например, из меди. Якорь 17 расположен внутри цилиндрического ферра лагни.cIIol o индуктора 19 с обмотками 4 и 8 возбуждения, являющимися индуктивностями 4 и 8

ГИТ (фиг.1). Положение якоря 17 относительно индуктора 19 фиксируется ограничигелями (уп о ра ми) 20.

На фиг,4 позициями обозначены: 21— напряжение на коммутиру ощем конденсаторе 5; 22 — так в индуктивной нагрузке 4 (8);

23 — напряжень е на накг>пительном конденсаторе 1 (10).

Генератор работае следу ощим образам.

В исходном состоянии конденсаторы 1, 5 и 10 заряжены с полярностью, укаэанной на фиг.1, При подаче в момент времени t =- tlat отпира ащего импульса на управляющий элек3рад основного тиристара 3 последний открывается, а предварительно заряженный от первого источника 2 постоянного тока накопительный конденсатор 1 по закОну, описынае1ламу кривой 12 (фиг,2), разряжается на индуктивну а нагрузку 4, ныполненну а, например, B виде обмотки возбуждения пр:и1oro хода реверсивного двигателя возвратно-постуг1ательнаго движения (фиг.3). При этом ток ll о обмотке 4 возбуждения нарастает па кривой 14. В коратказамкнутам витке 18 якоря 17, магнитосвязанном с обмоткой 1, индуцируется (Il,I»orLLLTñë) вторичный ток Ip, Б результате взаимодействия двух канптуроо (4 и 18) с токами (1 и (возникает электрамаг итная curIo, уска(3яющая якорь 17 вправо до упора

20, В момент времени t =- t1, когда рабочий зазор реверсивного двигателя выбран, а якорь 17, достигнув аграничитиля — упора

20, оказывается и г;ранам крайнем положении (фиг.3, пунктир), от схемы управления (на фиг.1 не показана) подают отпирающий импульс на парный вспомогательный тиристар 6. Последний аткаыоается, а к тиристору 3 прилагается обра1ное напряжение каммутиру ащага конденсатора 5, Тиристор

3 закрывается, а конденсатор 1 отключается от обмотки 4 возбуждения пря .:аго хода реоерсинногодвигателя. В интервале времени

> т1 конденсата(3 1 за(элжается ат источника 2 пас аяннаго така до исходно а напряжения, Так (1 индуктивной нагрузки 4 (обмотки 4 прямого хада IKop») замыкается па цепи, составленной из обмотки 4 возбуждения, конденсатора 5, тиристора 6, обмотки 4 возбуждения, перезаряжая конденсатор 5 (полярностью, указанной D скобках), (1ри этом происходит рекуперация оставшейся энергии обмотки 4 возбуждения дни а ел I II ко 1денсатор 5. напряжение на котором из аняется по кривои 16, В маме;IT времени i = t2 рекуперация зака нается, 1ак в цепи индуктивной нагрузки, и конденсатора 5 становится равным нулина, тиристар 6 закрывается, а напря:ке ие на Kolläellñàòoðå 5 станооится равным максимальному значению. Таким образам, фа(3мируется импульс тока о об1622924 мотке возбужден я прял1ого хода двигателя возвратно-пос1упательного движения и

ПРОИСХОДИТ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЯКОРЯ Pt..»t Э1. r..t В прямом направлен»и. После выбора якорел1

17 рабочего хода и фи;сации его г ис .одно! положении ограничителем 20 ГИТ становится готовым к повторному сраба1ыванию, т.е. к формированию»мпульса тока ц -лью перемещения якоря двигателя и обратном направлен»л. Процессы, происходящие в (ИТ, при перемещении якоря 17 двигателя в обратном направлении, аналогичны.

Для увеличения КПД двигателей воз вратно-поступательного дви.кения используют также режим форсировки во Жу..:дения электромагнитного поля дв»гателя

Такой режим работы ГИТ возможен, el:ли после рекуперац»и энергии из индуктиг,ной нагрузки 4 (8) s конденса1ор 5 напряжечие на нем выше ttarlp».кения на конденсаторе 1 (10). В этом слу ае в моме нт времени tp (фиг.4) открывают тир»стор 6 (7).

При этом на индуктивную нагрузку 4 (8) разря;кается конденсатор 5, напряжение t{B котором изменяется по кривой 21. Пес ольку емкость конденсатора 5 намного(в 20-40 раз) меньше емкости конденсатора 1 (10), а напряжение на нем выше напряжения Kot денсаторов 1 и 10, то при разряде конденсатора 5 на нагрузку 4 (8) имеется высокочастотный контур, составленный из элементов 5-1 (8)

ГИТ, что обеспечивает быстрое нарастание тока (по кривой 22) и поля в обмотке 4 (8).

В момент времени (ti), когда напряжение на конденсаторе 1 (10) становится больше напряжения на конденсаторе 5 на величину, необходимую для зап»ранил коммутирующего тиристор . 6 (7), открывают силовой тиристор 3 (9), закрывая при этом тиристор 6 (7), Емкость 1 (10), разряжаясь II интервале времени t1- tp на обмотку возбужде1ц1я (нагру-.êó) 4 (8) (по кривой 23), обеспеч»вает поддержание тока (поля) на заданном уровне, При этом ток в обмотках двигателя л ожет оставаться постоянным, уменьшаться

5 t:ли ул личиваться (фиг.4, пунктир .

В момент времени t2, когда напряжение

tt.- конг, нсаторе 5 больше напряжения на конде«саторе 1 (10) на величину, необходиt1yto для запирания основного тиристора 3

10 (9), вновь открывают коммутирующий тиристор 6 (7), При этом к тиристору 3 (9) прикладывается обратное напряжение и он з tKpt гвается. Осгавшаяся энергия обмотки

4, 8) рекуперирует в конденсатор 5, переза15 ряжач его до напряжения, большего, чем напр".<åttèå на конденсаторе 1 (10), и обеспе л»вая в интервале времени t2-тз форсир; вл . гац1е ил поля двигателя.

20 Оормула изобретения

Генератор импульсов тока, содержащий первое зарядное устройство, первый и второй накоп»тель«ма конденсаторы, первый и

25 второ» основные тиристоры, коммутирующий кондснсатор, первый и второй вспомога-,ельные тиристоры, первую и вторую индуктивные нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я там. что, с целью упрощения конструкции

30 и повышения f:.ÏÄ,введено второе зарядное устройство, первый и второй накопительные конденсаторы подключены к первому и второму зарядным устройствам, включенным противоположной полярностью, и через пер35 вый и второй основные тиристоры подключены к первой и втооой индуктивным нагрузкам, at t t 1тиоованны.1 комл1утирующим конденсаторо. I через соответсгвенно первый и второй вспомогательные тиристоры, включенные в

40 обрат;1ол1 направлении по отношению к первому li второму зарядным устройствам.

1622924

i.,V

4Ьг 4

Составитель А,Сапожников

Тех ред М. Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор А.Шандор

Производственно-иадательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 113 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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