Генератор импульсов тока



Генератор импульсов тока
Генератор импульсов тока

 

H03K3/00 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2509409:

Поносов Семен Валериевич (RU)

Предлагаемое устройство относится к области импульсной техники и предназначено для питания обмоток возбуждения устройств, создающих импульсные магнитные поля, в частности для питания обмоток возбуждения двигателей возвратно-поступательного движения (в.п.д.). Достигаемый технический результат - упрощение конструкции. Генератор импульсов тока содержит накопительный и коммутирующий конденсаторы, силовой тиристор, цепи заряда и разряда коммутирующего конденсатора, индуктивную нагрузку, цепь заряда коммутирующего конденсатора выполнена из последовательно соединенных переменной линейной индуктивности и обмотки подмагничивания дросселя насыщения, а цепь разряда - из последовательно соединенных обмотки намагничивания дросселя насыщения и первого диода в проводящем направлении, последовательно с индуктивной нагрузкой включен второй диод. 2 ил.

 

Предлагаемое устройство - генератор импульсов тока (ГИТ) относится к области импульсной техники и предназначен для питания обмоток возбуждения устройств, создающих импульсные магнитные поля, в частности для питания обмоток возбуждения двигателей возвратно-поступательного движения (в.п.д.). Предлагаемый ГИТ может быть использован как устройство для питания импульсного электромеханического преобразователя энергии источника сейсмических волн (ИСВ).

Известен ГИТ (а.с. СССР №1018201, кл. Н03К 3/53, БИ №18, 1983), предназначенный для питания обмоток возбуждения двигателя в.п.д. импульсами тока. Он содержит зарядное устройство, трансформатор с основными и вспомогательными обмотками, конденсаторы, диоды, дроссели, первый и второй основные и вспомогательные тиристоры, включенные последовательно и в прямом направлении по отношению к зарядному устройству. Такой ГИТ содержит большое количество диодов, индуктивностей и индуктивно связанных обмоток. Рекуперация энергии из индуктивной нагрузки осуществляется через индуктивно связанные обмотки (трансформатор) в накопительный конденсатор. Все это значительно усложняет конструкцию.

Известен ГИТ (а.с. СССР №911685, кл. Н03К 3/335, БИ №9, 1982), предназначенный для питания обмоток электромеханических преобразователей энергии в.п.д. импульсами тока. Он содержит зарядное устройство, накопительный и коммутирующий конденсаторы, силовой и коммутирующий тиристоры, диод, индуктивную нагрузку и индуктивность в цепи перезаряда коммутирующей емкости. Основным недостатком такого ГИТ является сложность цепи искусственной коммутации тиристора в цепи нагрузки и отсутствие цепи первичного заряда коммутирующей емкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и характеру протекания электромагнитных процессов является устройство по а.с. СССР №1484249, кл. Н02М 3/135, 1987 г. - устройство для питания импульсного электромеханического преобразователя энергии источника сейсмических волн (прототип). ГИТ содержит мостовую схему из тиристоров и диодов. К одной диагонали подключен накопительный конденсатор, а к другой - обмотка возбуждения электромеханического преобразователя. Коммутирующий конденсатор, зашунтированный диодом, последовательно включен с коммутирующим тиристором, который зашунтирован из последовательно включенных диода и индуктивности. Недостатком ГИТ по прототипу (а.с. СССР №1484249, кл. Н02М 3/135, 1987 г.) является сложность конструкции.

Целью предлагаемого устройства является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом ГИТ цепь заряда коммутирующего конденсатора выполнена из последовательно соединенных переменной линейной индуктивности и обмотки подмагничивания дросселя насыщения, а цепь разряда - из последовательно соединенных обмотки намагничивания дросселя насыщения и первого диода в проводящем направлении, последовательно с индуктивной нагрузкой включен второй диод.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами: на фиг.1 изображен предлагаемый генератор импульсов тока, на фиг.2 - кривые токов и напряжений на его элементах.

Устройство на фиг.1 состоит из накопительного конденсатора 1, силового тиристора 2, индуктивной нагрузки 3, цепи заряда коммутирующего конденсатора, составленной из последовательно включенных линейной переменной индуктивности 5 и обмотки подмагничивания 6 дросселя насыщения 7. Цепь разряда коммутирующего конденсатора 4 состоит из последовательно включенных обмотки намагничивания 8 дросселя насыщения 7 и первого диода 9. Последовательно с индуктивной нагрузкой 3, выполненной, например, в виде обмотки возбуждения электрического двигателя в.п.д., включен второй диод 10.

На фиг.2 приведены кривые напряжений и токов на элементах ГИТ, где 11 - напряжение на накопительном конденсаторе 1; 12 - ток в индуктивной нагрузке 3; 13 - напряжение на коммутирующем конденсаторе 4; 15 - ток в последовательно соединенных обмотках индуктивностей 5 и 6.

Работает генератор импульсов тока следующим образом. В исходном положении накопительный конденсатор 1 заряжен до исходного напряжения полярностью, указанной на фиг.1. Коммутирующий конденсатор 4 заряжен до исходного напряжения полярностью, указанной на фиг.1 без скобок.

В момент времени t0 фиг.2, когда в индуктивной нагрузке 3, выполненной, например, в качестве обмотки возбуждения двигателя в.п.д., необходимо сформировать импульс тока 12 фиг.2, подают управляющий сигнал на открытие силового тиристора 2. Тиристор 2 открывается и емкость 1 колебательно разряжается на индуктивную нагрузку 3, по закону, близкому к косинусоидальному 11. При этом в нагрузке 3, последовательно включенной со вторым диодом 10, формируется импульс тока 12 и импульсное электромагнитное поле. Одновременно с этим через зарядную цепь, составленную из линейной переменной индуктивности 5 и обмотки подмагничивания 6 дросселя насыщения 7, осуществляется колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 4, напряжение на котором изменяется по закону, описываемому кривой 13. При этом в цепи перезаряда протекает ток 15, под действием которого полярность напряжения на коммутирующем конденсаторе 4 устанавливается, как показано на фиг.1 в скобках. Под действием протекающего по обмотке подмагничивания 6 дросселя насыщения 7 импульсного тока 15 магнитная система дросселя 7 намагничивается, например, в положение, характеризующееся индукцией насыщения -Bm. В момент времени t=t1 напряжение 11 разряжающейся емкости 1 и напряжение 13 перезаряжающейся емкости 4 сравниваются и при t>t1 напряжение 13 емкости 4 становится больше напряжения 11 емкости 1. Под действием этой разницы напряжений первый диод 9 открывается и по цепи обмотки намагничивания 8 дросселя 7 протекает ток, перемагничивающий магнитопровод дросселя 7 в положение, характеризующееся индукцией насыщения +Bm. На интервале ∆t=t2-t1 перемагничивания дросселя 7 его индуктивное сопротивление велико и ток перемагничивания невелик. В момент t=t2 магнитная система дросселя 7 насыщается, его индуктивное сопротивление скачкообразно уменьшается (материал магнитопровода дросселя 7 выбирают, чтобы петля гистерезиса была близка к прямоугольной). Разница напряжений ∆U (фиг.2) на емкостях 1 и 4 при t=t2 становится достаточной для запирания тиристора 2. Это напряжение ∆U к тиристору 2 прикладывается как обратное, тиристор 2 закрывается, а ток 12 нагрузки 3 перехватывается в цепь перезаряжающейся емкости 4, перезаряжая ее по контуру: конденсатор 4, обмотка 8 дросселя 7, первый диод 9, обмотка нагрузки 3, диод 10, конденсатор 4 полярностью, указанной на фиг.1 без скобок. В момент времени t=t3 ток 12 нагрузки 3 становится равным нулю, напряжение на конденсаторе 4 достигает максимального значения. Это напряжение поддерживает диод 10 в закрытом состоянии, а ток 15 линейного дросселя 5 затухает до нуля по контуру: обмотка дросселя 5, обмотка 6 дросселя 7, обмотка 8 дросселя 7, диод 9, обмотка дросселя 5. При t>t2 накопительный конденсатор 1 от источника питания заряжается до исходного максимального значения, после чего предлагаемый ГИТ готов к повторному срабатыванию.

Для регулирования времени ∆t=t2-t1 и, таким образом, энергии, вводимой из накопительного конденсатора 1 в индуктивную нагрузку 3, а стало быть, и мощности (энергии), потребляемой нагрузкой 3, линейную индуктивность 5 выполняют регулируемой (переменной), например, путем изменения числа витков ее обмотки или величины воздушного зазора ее магнитной системы. С уменьшением величины индуктивности 5 кривая 13 напряжения перезаряда конденсатора 4 будет проходить круче, как показано на фиг.2 пунктиром (кривая 14), время разряда емкости 1 на нагрузку 3 уменьшается, уменьшается и мощность (энергия) нагрузки 3. При увеличении индуктивности 5 время разряда конденсатора 1 на нагрузку 3 увеличивается, мощность (энергия), потребляемая нагрузкой, увеличивается.

В предлагаемом ГИТ один силовой тиристор и два диода, что позволило существенно упростить по сравнению с прототипом как конструкцию ГИТ, так и его схему управления, уменьшить весогабаритные показатели и стоимость ГИТ в целом.

Генератор импульсов тока, содержащий накопительный и коммутирующий конденсаторы, силовой тиристор, цепи заряда и разряда коммутирующего конденсатора, индуктивную нагрузку, выполненную, например, в качестве обмотки возбуждения двигателя в.п.д., отличающийся тем, что цепь заряда коммутирующего конденсатора выполнена из последовательно соединенных переменной линейной индуктивности и обмотки подмагничивания дросселя насыщения, а цепь разряда - из последовательно соединенных обмотки намагничивания дросселя насыщения и первого диода в проводящем направлении, цепи заряда и разряда включены параллельно друг другу, а последовательно с индуктивной нагрузкой включен второй диод.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к вычислительной технике и могут быть использованы в устройствах отображения. Техническим результатом является уменьшение размеров устройства.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве электровакуумных СВЧ-микроблоков с вакуумными интегральными схемами (ИС) и другими схемами.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в изделиях различных отраслей техники. Технический результат состоит в исключении подвижных частей.

Изобретение касается системы для зарядки конденсатора (100), включающей модуль зарядки конденсатора (110), изолированный модуль получения данных (120) и цифровой управляющий модуль (130).

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике, предназначено для получения импульсов напряжения до нескольких мегавольт и может быть использовано в составе электрофизических установок, в частности в мощных импульсных ускорителях электронов прямого действия.

Изобретение относится к области заряда емкостных накопителей электрической энергии и может быть использовано в импульсной технике в качестве вторичных источников электрической энергии.

Изобретение относится к технике формирования импульсов тока в устройствах оптической накачки лазеров, например в источниках светодиодной накачки или в источниках питания импульсных газонаполненных ламп накачки с разрядом через лампу накопительного конденсатора.

Изобретение относится к технике формирования импульсов тока, в частности к устройствам питания импульсных газонаполненных ламп накачки твердотельных лазеров с разрядом через лампу накопительного конденсатора.

Изобретение относится к области радиотехники и, в частности, может быть использовано для избирательного радиоподавления источников излучения. Технический результат - расширение области применения, в том числе для радиоподавления каналов связи априорная информация о загруженности рабочих частот которых не известна, и которые используют режим с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления. .

Группа изобретений относится к устройствам цифровой вычислительной техники, в частности к недвоичной схемотехнике, и предназначена для создания троичных триггеров. Техническим результатом заявляемой группы изобретений является реализация схемотехнических средств, используемых для создания троичных логических устройств в среде интегральной полупроводниковой электроники, за счет включения в их состав троичных D-триггеров. В одном из вариантов троичный D-триггер с записью по уровню содержит узел троичной схемотехники и семь пороговых элементов троичной логики. 4 н.п.ф-лы, 5 ил., 6 табл.

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для получения электрической энергии из газового электрического разряда. Техническим результатом является повышение стабильности, надежности и эффективности преобразования энергии при работе, который достигается за счет того, что устройство, содержащее первый и второй электроды, разделенные газовым разрядным промежутком, источник высокого напряжения, первый полюс которого соединен с первым электродом, а второй - с первым выводом первой индуктивности, второй вывод которой соединен со вторым электродом, дополнительно снабжено набором первых электродов, разделенных газовыми разрядными промежутками по отношению к второму электроду, и набором источников высокого напряжения, первые полюса каждого из которых соединены с одним из первых электродов набора первых электродов, а вторые полюса источников высокого напряжения из набора источников высокого напряжения соединены с первым выводом первой индуктивности, при этом второй электрод выполнен секционным, а первые электроды разделены между собой изолирующими перегородками, с возможностью образования отдельных газовых полостей между вторым электродом и каждым первым электродом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах электроснабжения различных сфер народного хозяйства. Достигаемый технический результат - снижение затрат энергии от внешнего первичного источника электрической энергии. Импульсный электроискровой генератор энергии содержит разрядник, выполненный в виде набора первых электродов, разделенных газовыми разрядными промежутками по отношению ко второму электроду, и набор источников высокого напряжения, первые полюса каждого из которых соединены с одним из первых электродов набора первых электродов, а вторые полюса источников высокого напряжения из набора источников высокого напряжения соединены с первым выводом первой индуктивности, второй вывод которой соединен со вторым электродом, а входы управления источников напряжения соединены с выходами фазового генератора, выполненного с возможностью подачи на входы управления источников напряжения управляющей последовательности импульсов включения фазовым генератором источников напряжения, при этом генератор снабжен второй индуктивностью, выполненной в виде резонансного LC-контура, индуктивно связанного с первой индуктивностью, дополнительно каждый источник высокого напряжения из набора источников высокого напряжения выполнен в виде импульсного трансформатора с двумя высоковольтными обмотками. 3 ил.

Изобретение относится к области преобразовательной техники. В состав высоковольтного коммутатора входят блок электронных ключей и быстродействующий коммутатор. Блок электронных ключей содержит составные ключи, содержащие последовательно соединенные управляемые силовые полупроводниковые приборы с ограниченным максимально допустимым напряжением в закрытом состоянии. Сочетание параметров силовых полупроводниковых приборов и устройств управления, входящих в составные ключи, определяет предельно допустимые значения и характеристики высоковольтного коммутатора. Переключение составных ключей и защиту от недопустимых значений электрических воздействий обеспечивают за счет ограничения скорости изменения поставляемого в составные ключи тока (напряжения). Защитные функции ограничения выполняют с использованием быстродействующего коммутатора, который имеет необходимые характеристики для надлежащего сглаживания перепадов тока (напряжения). Технический результат - возможность формировать в нагрузке регулируемые по форме импульсы. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области мощной сильноточной импульсной электротехники и может использоваться для генерации мощных импульсов наносекундной длительности. Достигаемый технический результат - предотвращение потерь накопленной энергии. Генератор импульсов на индуктивном накопителе энергии с трансформаторной связью содержит источник питания, первый управляемый ключ, второй управляемый ключ, первичную обмотку индуктивного накопителя энергии, замыкатель, третий управляемый ключ, нагрузку, электромагнитный экран, коммутатор, вторичную обмотку индуктивного накопителя энергии, которая выполнена в виде N одинаковых одновитковых секций, индуктивный накопитель энергии выполнен в виде свернутой в цилиндрическую или тороидальную N витковую спираль двух коаксиально расположенных проводников, при этом внутренний проводник образует N витковую первичную обмотку, внешний проводник выполнен в виде расположенных последовательно вдоль общей оси для внутреннего и внешнего проводников одинаковых и изолированных друг от друга элементов трубчатой формы, образующих каждый виток секции вторичной обмотки. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к эмиссионной спектроскопии. Технический результат заключается в повышении точности количественного определения исследуемых составов с возможностью работы в режиме спектроскопии с временным разрешением. В заявке описан генератор зажигания для генерирования искрового разряда оптической эмиссионной спектроскопии (OES), в котором искровой разряд обладает формой кривой тока, содержащей первый модулированный участок, который включает множество пиков относительно большого тока и высокого градиента с переменной амплитудой и(или) длительностью между пиками, и второй модулированный участок относительно малого тока и низкого градиента, который по существу не имеет модулированных пиков. Искровой разряд предпочтительно генерируется от двух или более программируемых источников тока. По настоящему изобретению также предлагается оптический эмиссионный спектрометр, содержащий генератор зажигания, и способ оптической эмиссионной спектроскопии с использованием генератора зажигания. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и может использоваться в различных цифровых структурах и системах автоматического управления, передачи информации. Техническим результатом является повышение быстродействия и создание элементной базы вычислительных устройств, работающих на принципах многозначной линейной алгебры. Устройство содержит R и S входы, выходные транзисторы, источник вспомогательного напряжения, инвертирующие усилители, в качестве которых используются токовые зеркала, токовые выходы, источники опорного тока, шины источника питания, дополнительные транзисторы. 1 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к устройству для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, предпочтительно для контроля качества мощных трансформаторов. Сущность: в устройстве для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, содержащей генератор импульсов и вспомогательные компоненты, а именно ограничительный разрядный промежуток (2), делитель (3) напряжения и компенсатор (4) перенапряжений, по меньшей мере два из вспомогательных компонентов установлены на общей основной раме с одним единственным головным электродом (11) для вспомогательных компонентов. Технический результат: сокращение пространственной протяженности и числа гальванических соединений. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области траления морских акваторий и может быть использовано для вывода из строя противодесантных мин и подводных роботов-разведчиков, имеющих неконтактные гидроакустические и магнитные датчики цели и ориентации в прибрежной зоне. Заявлены способ обезвреживания противодесантных мин и подводных роботов-разведчиков и устройство для его осуществления. Способ заключается в том, что осуществляется комплексное силовое воздействие электрогидравлическим ударом и импульсным магнитным полем, при этом воздействие осуществляется одновременно. Устройство обезвреживания содержит высоковольтный импульсный источник электроэнергии (1), незамкнутый токопроводящий контур (2), высоковольтный подводный разрядник (3). Повышается надежность обезвреживания противодесантных мин и подводных роботов-разведчиков. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в ускорителях заряженных частиц и устройствах для формирования сильноточных импульсов. Достигаемый технический результат - повышение стабильности выходного напряжения и надежности работы. Устройство формирования сильноточных импульсов содержит импульсный зарядный трансформатор и разрядный контур, включающий в себя, по меньшей мере, один заряжаемый от зарядного трансформатора энергозапасающий конденсатор и, по меньшей мере, один управляемый трехэлектродный разрядник, а также устройство для запуска трехэлектродного разрядника, поджигающий импульсный трансформатор, конденсатор и неуправляемый двухэлектродный разрядник, причем конденсатор подключен к отводу вторичной обмотки зарядного трансформатора через резистор. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх