Устройство для зарядки емкостного накопителя

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например , в установках электроимпульсной технологии . Цель изобретения - снижение массы и габаритов устройства - достигается путем снижения диапазона перемагничивания согласующего трансформатора. Устройство запускается от задающего генератора 13 импульсов. Энергия передается в нагрузку 24 за счет коммутации тиристоров 12, 20, 14. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Н 03 К 3/53 ( ( (1

Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601939/21 (22) 04.11.88 (46) 23.03.91. Бюл. М 11 (71) Институт оптики атмосферы Томского филиала СО АН СССР (72) П.Г.Гордеев, П.П,Румянцев и Ю.П.Ярушкин (53) 621.376.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

t4.1072255, кл. Н 03 К 3/53, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1426408, кл. Н 03 К 3/53, 17,09.86.

„„5U ÄÄ 1636988 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в установках злектроимпульсной технологии. Цель изобретения — снижение массы и габаритов устройства — достигается путем снижения диапазона перемагничивания согласующего трансформатора. Устройство. запускается от задающего генератора

13 импульсов. Энергия передается в нагрузку 24 за счет коммутации тиристоров 12, 20, 14, 2 ил.

1636988

20

30

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в установках электроимпульсной технологии.

Целью изобретения является снижение массы и габаритов устройства за счет снижения диапазона перемагничивания согласующего трансформатора.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 — эпюры, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит шины источника 1 трехфазной сети, подключенные к входу выпрямительного блока 2 с LC-фильтром, первый вывод которого соединен с первым выводом первого дросселя 3, второй вывод которого соединен с анодом первого диода

4, который через последовательно соединенные первую обмотку первого импульсного трансформатора 5 и первый конденсатор 6 соединен с его катодом, вторая обмотка первого импульсного трансформатора 5 включена межДу общей шиной устройства и анодом второго диода 7, катод которого соединен через первый резистор 8 с анодом первого диода 4, через второй конденсатор 9 — с общей шиной устройства, через опорный элемент 10 — с общей шиной устройства, через последовательно соединенные первую обмотку второго импульсного трансформатора 11 и первый тиристор 12 — с общей шиной устройства, управляющий электрод первого тиристора 12 соединен с выходом задающего генератора 13 импульсов, вторая обмотка второго импульсного трансформатора соединена с управляющим электродом второго тиристора 14, катод которого соединен с анодом третьего диода

15 и вторым выводом выпрямительного блока 2, анод — с катодом третьего диода 15; согласующий трансформатор 16, первая обмотка которого соединена через выпрямительный элемент 17 с нагрузкой, первый вывод второй обмотки соединен с первым выводом второго дросселя 18, третий конденсатор 19, первая обкладка которого соединена с катодом второго тиристора 14, третий тиристор 20, третий диод 21; второй резистор 22, насыщающийся дроссель 23, первый вывод которого соединен с катодом первого диода 4, катодом третьего тиристора 20, второй вывод — с вторым выводом второго дросселя 18, анодом второго тиристора 14, анодом третьего диода 21; катод которого соединен с управляющим электродом третьего тиристора 20, анод которого через второй резистор 22 соединен с второй обкладкой третьего конденсатора 19 и вторым выводом второй обмотки согласующего трансформатора 16, Нагрузка обозначена позицией 24.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к источнику 1 питания происходит быстрый колебательный заряд конденсатора 19 до напряжения, близкого к 2Е, где Š— напряжение блока 2, и медленный заряд конденсатора 9 через резистор 8 (этот интервал первоначального заряда на фиг,2 не показан).

В момент времени t< задающий генератор 13 запускает тиристор 12 и током разряда конденсатора 9 через импульсный трансформатор 11 включается тиристор 14

Конденсатор 19 начинает перезаряжаться через обмотку трансформатора 16, дроссель

18 и тиристор 14 (фиг.2б), Возникающий в результате этого перезаряда ток первой обмотки трансформатора 16 заряжает емкостной накопитель через выпрямительный элемент 17 (фиг.2в), Начиная с момента времени t1, образуется второй контур протекания тока, содержащий блок 2, дроссель 3, диод 4, насыщающийся дроссель 23, тиристор 14. Ток в этом контуре нарастает по линейному закону (фиг,2г), если пренебречь потерями в этом контуре. В момент времени т заряд накопителя через элемент 17 и перезаряд конденсатора 19 (полярность указана в скобках) заканчиваются. На интервале тг — тз происходит обратное перемагничивание сердечника трансформатора

16.

В момент времени тз сердечник трансформатора 16 насыщается и начинается обратный перезаряд конденсатора 19 через диод 15, дроссель 18 и обмотку трансформатора 16, В результате обратного перезаряда конденсатора 19 ток в тиристоре 14, равный сумме токов дросселя 3 и конденсатора 19, меняет направление, что приводит к запиранию тиристора 14 и включению диода 15.

Ток дросселя 3 перехватывается из цепи тиристора 14 в цепь диода 15 и продолжает нарастать по линейному закону. В результате проводящего состояния диода 15 тиристор 14 восстанавливает свои управляющие свойства. В момент времени tg, когда ток перезаряда конденсатора 19, уменьшаясь по амплитуде, становится равным току дросселя 3, диод 15 выключается. Ток дросселя

3 перехватывается в цепь дросселя 18 и дозаряжает конденсатор 19 до напряжения, близкого к 2Е за счет энергии блока 2 и энергии, накопленной в дросселе 3 на интервале проводимости тиристора 14 и диода

15 (ц — z) и на интервале ts — tz. когда

1636988

20 ра 5 импульс тока через диод 7 заряжает конденсатор 9 до напряжения, определяемого опорным элементом 10, По мере спа- 25

35 напряжение на конденсаторе 19 меньше Е (фиг.26).

В момент времени 1в ток дросселя 3, уменьшаясь, становится равным нулю и диод 4 выключается. 3а счет разности напряжений между конденсатором 19 и блоком 2 в момент времени ts по обмотке трансформатора 16 начинает протекать ток по цепи: конденсатор 19. обмотка трансформатора

16, дроссель 18, диод 21, управляющий электрод тиристора 20, конденсатор 6, обмотка трансформатора 5, дроссель 3, блок

2. Наличие этого тока приводит к частичному перемагничиванию сердечника трансформатора 16 в рабочем направлении, однако в момент времени ts включается тиристор 20 и ток из обмотки трансформатора

16 перехватывается в цепь анода тиристара

20, Таким образом, прекращается перемагничивание сердечника трансформатора 16 в том же направлении, что и при рабочем перемагничивании.

Выделенный на обмотке трансформатодания тока в цепи анода тиристора 20 до нуля в момент времени tg тиристор 20 выключается. В момент времени е происходит передача энергии в нагрузку 24, С приходом следующего импульса от задающего генератора (фиг.2а) вновь включается тиристор 12 и процессы в схеме повторяются. Ток, протекающий через резистор 8, компенсирует ток утечки конденсатора 9, что позволяет поддерживать готовность схемы к запуску практически неограниченное время.

На фиг,2д пунктирной линией показана форма напряжения на второй обмотке трансформатора 16 в случае, если тиристор

20 отсутствует. Из диаграммы видно, что это может привести к существенному перемагничиванию сердечника трансформатора 16, поскольку конденсаторы 9 и 6 заряжаются током, который ограничивается током намагничивания сердечника трансформатора

16, который, в случае применения высококачественных материалов, например железоникелевых сплавов, достигает небольшой величины. Поэтому время их заряда может быть существенным, а следовательно, и частичное перемагничивание сердечника вы5

50 соковольтного трансформатора может быть существенным.

Формула изобретения

Устройство для зарядки емкостного накопителя, содержащее шины источника трехфазной сети, подключенные к входу выпрямительного блока с LC-фильтром, первый вывод которого соединен с первым выводом первого дросселя, второй вывод которого соединен с анодом первого диода, который через последовательно соединенные первую обмотку первого импульсного трансформатора и первый конденсатор соединен с его катодом, вторая обмотка первого импульсного трансформатора включена между общей шиной устройства и анодом второго диода, катод которого соединен через первый резистор с анодом первого диода, через второй конденсатор — с общей шиной устройства, через опорный элемент— с общей шиной устройства, через последовательно соединенные первую обмотку второго импульсного трансформатора и первый тиристор — с общей шиной устройства, управляющий электрод первого тиристора соединен с выходом задающего генератора импульсов, вторая обмотка второго импульсного трансформатора соединена с управляющим электродом второго тиристора, катод которого соединен с анодом третьего диода и вторым выводом выпрямительного блока, анод — с катодом третьего диода, согласующий трансформатор, первая обмотка которого соединена через выпрямительный элемент с нагрузкой, первый вывод второй обмотки соединен с первым выводом второго дросселя, третий конденсатор, первая обкладка которого соединена с катодом второго тиристора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения массы и габаритов устройства, в него введены третий тиристор, третий диод, второй резистор, насыщающийся дроссель, первый вывод которого соединен с катодом первого диода, катодом третьего тиристора, второй вывод — с вторым выводом второго дросселя, анодом второго тиристора, анодом третьего диода, катод которого соединен с управляющим электродом третьего тиристора, анод которого через второй резистор соединен с второй обкладкой третьего конденсатора и вторым выводом второй обмотки согласующего трансформатора, 1636988

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 823 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1Я

U19

Составитель А,Горбачев

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска