Генератор импульсов тока регулируемой формы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (19) (11) (яи Н 03 К 3/53

ГОСУУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, 2 . (21) 4618855/21 .: здании источников питания для точечной (22) 09 11,88 многоимпульсной контактной сварки и пай(46) 30.01.92. Бюл. М 4. ки металлов и сплавов, а также при созда(71) Ленинградский электротехнический ин- нии источников питания газоразрядных ститутим. В.И; Ульянова(Ленина) . приборов. Целью изобретения является по(72) О.А. Герасев, А.M. Никитин, В.М. Опре..вышение надежности и расширение облаи В.А, Свиридов . сти применения..Цель достигается тем, что (53) 621.373 (088.8) . - в генераторе импульсов тока регулируемой (56) Шико B.Ë. Популярные цифровые мик-: формы, содержащей и-канальное зарядноеросхемы. Металлургия, 1988; с.220-225.: устройство 1, искусственную длинную лиАвторское свидетельство СССР - . нию 2, управляемые ключи 5, блок 6 управлеМ 1002119, кл. В 23 К 11/26, 1983.:: ния ключами, и-канальное зарядноеустройство выполнено неуправляемым, с раз(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА РЕГУ-, личными уровнями напряжений каждого каЛИРУЕМОЙ ФОРМЫ .. :нала,;а блок управления ключами снабжен (57) Изобретение относится к импульсной : аналоговыми ключевыми элементами, введетехнике и может быть использовано при со- нц новые функциональные связи. 7 ил.

О О

Сл

1709501, .4

10 редность их работы

30

40 тов 10

55

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при создании источников питания для точечной. многоимпульсной контактной сварки и пайки металлов и сплавов, а также при создании источников питания газоразрядных приборов.

Цель изобретения — повышение надежности и эксплуатационйых возможностей, На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема генератора; на фиг.2 —; на фиг,3— схема неуправляемого и-канального зарядного устройства; на фиг. 4 — 7 — графики импульсов тока нагрузки; формируемых генератором импульсов тока в различных режимах его работы, Генератор импульсов тока регулируемой формы содержит и-канальное зарядное устройство 1 (фиг. 1), искусственную длинную линию 2, выполненную в виде нескольких емкостнь х накопителей 3, между каждым из которых включены последовательно соединенные индуктивности 4 и управляемые ключи 5, блок 6 управления ключами, включающий в себя генератор 7 задающих импульсов, блоки 8 регулируемой временной задержки с импульсными усилителями 9 мощности на выходе (фиг, 2). и-канальное зарядное, устройство 1 выполнено неуправляемым, с различными уровнями напряжений каждого канала, (ф иг. 3).

Блок 6 управления ключами. снабжен аналоговыми ключевыми элементами 10, выходы 11 которых подключены к входу 12 импульсных усилителей мощности 9, (n - 1)входы нормально разомкнутых проходных каналов 13 подключены к входам 14 блоков

8.регулируемой временной задержки, à и. вход 15 проходного разомкнутого канала . подключен к выходу 16 п-го блока 8 регулируемой временной задержки и к входу 17 первого замкнутого проходного канала, вход 18 второго замкнутого проходного канала подключен к входу 13 (и - 1)-го разо. мкнутого канала, вход 19 (и - 1)-го замкнутого проходного канала подключен к входу 13 второго разомкнутого проходного канала, вход 20 и-го замкнутого проходного канала подключен к входу 13 первого разомкнутого проходного канала, а цепи 21 коммутаци и аналоговых ключевых элементов

10 подключены к блоку 22 реверса.

Генератор импульсов тока регулируемой формы работает следующим образом.

От ll-канального зарядного устройства

1 емкостные накопители 3 искусственной длинной линии 2 заряжаются до различных уровней напряжения, Форма импульса тока нагрузки в предлагаемом генераторе им-. пульсов тока регулируемой формы определяется уровнями зарядных напряжений емкостных накопителей 3 и законом коммутации управляемых ключей 5. Коммутация управляемых ключей 5 осуществляется с помощью блока управления 6 ключами, о6еспечивающего изменение моментов коммутации управляемых ключей 5 и очеЗапуск блока 6 управления ключами осуществляется от генератора 7 задающих импульсов, который обеспечивает как руч- . ной запуск генератора импульсов тока регулируемой формы, так и его работу в автоматическом частотном режиме, причем сигнал с выхода генератора 7 задающих импульсов подается на вход 14 первого блока

8 регулируемой временной задержки.

Все (и - 1) блоки регулируемой времен ной задержки включены последовательно.

Сигналы с входов 14 (и - 1)-ro блока 8 регулируемой временной задержки поступают на. (и - 1) входы разомкнутых проходных каналов 13, а сигнал с выхода 16 и-го блока регулируемой временной задержки поступает на и-й вход.15 разомкнутого проходного канала.

На вход 17 первого замкнутого проходного канала поступает сигнал с выхода 16 и-ro блока 8 регулируемой временной, задержки, а с его входа 14 сигнал поступает на вход 18 второго замкнутого проходного канала. На вход 19 (n - 1)-го замкнутого проходного канала поступает сигнал с входа 14 второго блока 8 регулируемой временной задержки, а на вход 20 и-го замкнутого про-, ходного канала сигнал поступает с входа 14 первого блока 8 регулируемой временной задержки.

Сигналы с выходов 11 аналоговых ключевых элементов 10 поступают на входы 12 импульсных усилителей 9 мощности. Сигнал с блока 22 реверса поступает по цепи 21 коммутации аналоговых ключевых элеменВ зависимости от сигнала блока 22 реверса изменяется очередность работы импульсных усилителей 9 мощности с прямой на обратную, которые обеспечивают коммутацию управляемых ключей 5.

Коммутация управляемых ключей 5 по заданному закону, осуществляемому с помощью блока 8 регулируемой временной задержки и блока 22 реверса, обеспечивает разряд емкостных накопителей 3 через индуктивности 4 на нагрузку и формирование в ней импульса регулируемой формы.

Регулирование формы, импульса тока нагрузки осуществляется изменением мо1709501

6 ментов коммутации управляемых ключей 5 и очередности их срабатывания, что значительно упрощает как сам генератор, так и его эксплуатацию.

Рассмотрим характерные режимы рабо- 5 ты генератора импульсов тока регулируе.мой формы.

Пример 1, Получение регулируемых импульсов тока нагрузки треугольной фор-мы. В данном случае осуществляется заряд 10 емкостных накопителей 3 искусственной длинной линии 2 таким образом, чтоУ >

> Yn-1 > ... )Y2 > У1, где У1 — напряжейие ближайшего к нагрузке емкостного накопителя. Регулирование формы импульса тока 15 нагрузки осуществляется изменением моментов коммутации управляемых ключей 5, обеспечиваемым блоками 8 временной регулируемой задержки, а также управлением очередностью их срабатывания, обеспечи- 20 ваемым аналоговыми ключевыми элементами 10 и блоком 22 реверса.

При замыкании управляемых ключей 5, начиная от нагрузки, осуществляется формирование импульсов с пологим фронтом и 25 более крутым срезом. (фиг, 4), а при обеспечении реверса управления формируются импульсы с крутым фронтом и пологим срезом (фиг. 5). Первым включается дальний от нагрузки ключ, а последним включается 30 первый к нагрузке ключ.5.

Пример 2. Получение регулируемых импульсов тока:нагрузки трапецеидальной

-формы. В данном случае в отличие от режима работы, рассмотренного в примере 1, 35 часть емкостных накопителей 3 искусствен-. ной длинной линии 2, крайних от нагрузки, заряжаются до максимального уровня. зарядного напряжения Уп. При замыкании управляемых ключей 5,. 40 начиная от нагрузки, осущесТвляется формирование импульсов трапецеидальной формы с пологим фронтом и более крутым срезом (фиг. 6); При обеспечении реверса. управления формируются в нагрузке им- 45 пульсы трапецеидальной формы с крутым фронтом и пологим срезом (фиг. 7), Изменяя число ячеек линии, заряжае- . мых до максимального уровня зарядного напряжения, можно регулировать длитель- 50 ность импульса трапецеидальной формы.

Данный генератор импульсов тока регулируемой формы позволяет осуществить оптимизацию форм импульсов тока питания контактных сварочных машин, газоразряд- 55 ных импульсных ламп, а также устройств, использующих. импульсные режимы работы, существенно повышая технологические возможности установок, работающих в импульсном режиме при регулировке формы сварочного импульса предлагаемым устройством сохраняется величина энергии импульса. Значительно упрощается управление генератором, поскольку регулирование формы импульса тока в нагрузке осуществляется лишь законом управления ключевыми элементами, а не формой эпюры зарядных напряжений.

Повышение надежности предлагаемого устройства достигается путем замены регулируемого и управляемого зарядного устройства на неуправляемое зарядное устройство, т. е. вместо двойного управления зарядным устройством имеет место простое управление.

Формула изобретения

Генератор импульсов тока регулируемой формы, содержащий п-канальное зарядное устройство, искусственную длинную линию, выполненную в виде нескольких ем-костных накопителей, первые выводы которых соединены с и-выходами и-канального зарядного устройства, между каждыми из емкостных накопителей включены последовательно соединенные индуктивности и управляемые ключи, блок управления ключами, включающий в себя блоки регулируемой временной задержки с импульсными усилителями мощности на выходе, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и эксплуатационных возможностей, и-канальное зарядное устройство выполнено неуправляемым с различными уровнями напряжений каждого канала, блок управления ключами снабжен аналоговыми ключевыми элементами, выходы которых подключены к входу импульсных усилителей мощности, (п - 1)-входы разомкнутых проходных каналов подключены к входам соответствующих блоков регулируемой временной задержки, а п-вход разомкнутого проходного канала подключен к выходу п-го блока регулируемой временной задержки и к входу первого замкнутого проходного канала, вход второго замкнутого проходного канала подключен к входу (и1)-ro разомкнутого проходного канала, вход (п -1)-го замкнутого проходного канала подключен к входу второго разомкнутого проходного канала, вход n-ro замкнутого проходного канала подключен к входу первого разомкнутого проходного канала, а цепи коммутации аналоговых ключевых элементов подключены к блоку реверса.

1709501

1709501 сн

Фиг . 4.

Фиг. 5.

Фяг. 7.

Фиг. 6.

Составитель Л.Симонова

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор Н,Горват

Заказ 435 . Тираж .. 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