Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

О Il H H H R (ii 75>7/I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

-Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву ¹ 635603 з (22) Заявлено 02.06.78 (2I ) 2621528/18- (51 ) М. Кл.

Н 03 К 3/53 с присоединением заявки.%Государственный комитет (23) Приоритет о делам изобретений и открытий

Опубликовано30.07.80. Бюллетень № 28 (53) УДК621.373. .431 (088.8) Дата опубликования описания 02,08.80 (72) Авторы изобретения

Б. М. Сухарев, A. Г. Николаев и В. К. Быстров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

KOHQEHCATOPA

Изобретение относится к импульсной . 1электротехнике и может быть использова- но нри создании устройств для заряда накопительного конденсатора генератора моптных импульсов.

По основному авт. св. % 635603

5 известно устройство для заряда накопи:тельного конденсатора, содержатпее трехфазный источник переменного тока с отдельно выведенными фазными обмотками, к выходным клеммам каждой иэ которых подключены вентили и накопительные конденсаторы, а также импульсную нагрузку, подключаемую к накопительным конденсаторам через управляемые коммутатор и блок контроля напряжения, причем накопи. тельные конденсаторы сгруппированы в ячейку образованную тремя соединенными последовательно конденсаторами, которая подключена к импульсной нагрузке через управляемый коммутатор, а каждая из трех фазных обмоток трехфазного источника переменного тока через вентиль подклю чена к одному из накопительных конденсаторов, две фазные обмотки включены cot ласно, а третья фаэная обмотка по отношению к ним включена встречно 1).

Такое устройство имеет сравнительно высокие массо-габаритные показатели, и в нем отсутствует воэможность регулирования уровня зарядного напряжения накопительного конденсатора.

Бель изобретения - улучшение удельных массо-габаритных показателей устройства путем повышения уровня зарядного напря- . жения накопительного конденсатора, а также обеспечение воэможности регулирования, например стабилизация величины напряжения накопительного конденсатора в процессе его заряда.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для заряда накопительного кон денсатора, содержашее трехфазный источник переменного тока с отдельно выведенны ми фазными обмотками, к выходным клеммам каждой иэ которых подключены вентили и накопительные конденсаторы, а также импульсную нагрузку, подключенную к на752761 4 копитеттьным конденсаторам через управ ляемый коммутатор и блок контроля напря. жения, причем накопительные конденсаторы сгруппированы в ячейку, образованную тремя соединенными последовательно кон5 денсаторами, которая подключена к импульсной нагрузке через управляемый коммутатор, а каждая из трех фазных обмоток трехфазного источника переменного тока через вентиль подключена к одно- 0 му из накопительных конденсаторов, две фаоные обмотки включены согласно, а третья фазная обмотка по отношению к ним включена встречно, дополнительно снабжено тремя диодами, тремя линейными дрос- 5 селями с отводами от части витков из обмоток, и тремя группами тиристоровпо числу, на единипу большим числа отводов от обмоток линейных дросселей, при этом диоды образуют диодную ячейку, gp включенную последовательно-согласно с управляемым коммутатором, и каждый из этих диодов подключен соответственно параллельно одному из накопительных конденсаторов, свободные кониы обмоток ли- 25 нейных дросселей включены между фазны: ми обмотками источника переменного тока и анодами диодов, катоды которых через тиристоры соответствующих групп подключены к отводам от частей обмоток этих 30 дросселей и к точкам соединения их обмоток с фазными обмотками трехфазного источника переменного тока.

На фиг. 1 изображена электрическая

35 схема предлагаемого устройства; на фиг. 2, 3 и 4 — временные диаграммы изменения фазного напряжения U источника и напряжения U на накопительном конденсаторе.

В этом устройстве импульсная нагрузка 1 через управляемый коммутатор-тиристор (или иной разрядник) 2 подключена к ячейке, состоящей иэ трех последова-. тельно соединенных накопительных конден

45 саторов 3, каждый накопительный конденсатор 3 через вентиль 4 и линейный дроссель 5 подключен к фазной обмотке трехфазного источника 6 переменного тока, одна из обмоток трехфазного источника

50 переменного тока имеет встречное включение по отношению к двум другим обмоткам, каждый линейный дроссель 5 снабжен отводом от частей витков его обмотки, который через тиристоры 7, 8 замыкается

55 на один из выводов обмотки линейного ,дросселя 5, все три накопительных кон денсатора 3 своими положительными обкладками соединены с катодом диода 9, анод которого подключен к отрииательной обкладке этих же накопительных конденсаторов, блок 10 контроля напряжения и управления тиристорами соединен с выводами ячейки накопительных конденсаторов 3.

B соответствии с емкостью этих конденсаторов индуктивность дросселей 5 выбирают исходя из.условия резонанса пепи: конденсатор 3, индуктивность рассеяния фазы источника и индуктивность дросселя

5 на частоте переменного тока источника 6.

Устройство для заряда накопительных конденсаторов работает следующим образом.

Когда ВсВ накопительные конденсаторы 3 разряжены, напряжение на левой по схеме обмотке источника достигает нулевого значения и в следующий момент времени воэ растает в положительном направлении.

Так как все тиристоры 7 и 8 заперты, то левый по схеме накопительный конденсатор 3 начинает заряжаться. Ток от источника переменного тока потечет по де=. пи: источник 6 переменного тока — линейный дроссель 5 - вентиль 4 — накопитель ный конденсатор 3 - источник 6 переменного тока.

Происходит заряд накопительного конденсатора 3 от одной фазной обмотки трехфазного источника 6 переменного тока.

При резонансном заряде накопительного конденсатора через линейный дроссель энергия в накопительный конденсатор передается в течение половины периода изменения напряжения источника, и накопительный конденсатор заряжается до напряжения О, практически равного удвоенному амплитудному значению фаэного напряжения Ц источника.

° В случае заряда накопительного конденсатора через открытый тиристор, например 7, индуктивное сопротивление зарядной кепи уменьшается, время заряда сокращается, скорость передачи энергии в накопитель также уменьшается, а зарядное напряжение снижается. Если заряд накопительного конденсатора осуществляется через тиристор 8, то îí завершает ся за четверть периода изменения напряжения источника (фиг. 2) и конденсатор, заряжается до амплитудного значения фаэного напряжения источника. В следующей четверти периода напряжение на обкладках накопительного конденсатора

f ,остается неизменным, если накопительный

7527

,конденсатор разрядить за время .р . то его заряд начинается спустя период после начала рассмотренного ранее заряда, Выполнение дополнительного линейного дросселя 5 с отводами от части витков его обмотки и коммутация частей его обмотки тиристорами 7 и 8 (число отводов и тиристоров может быть любым) позволяет, изменяя параметры зарядной цепи накопительного конденсатора, регу- <0 лировать скорость передачи энергии источника в накопительный конденсатор 3 и, соответственно, длительность его заряда; от четверти периода (на фиг. 2) до половины периода (на фиг. 3) и величину энергии, эапасаемой накопителем. Так как энергия, запасаемая накопительным конденсатором, пропорциональна квадрату напряжения 0 на его обкладках, то при изменении этого напряжения от ампли-щ тудного до удвоенного амплитудного значения фазного напряжения источника энергия соответственно изменяется в 4 раза, а скорость передачи энергии источника в накопительный конденсатор - cocvraeTc 25 венно в двухкратном диапазоне.

Во время положительных полуволн напряжения на двух других фазных обмотках источника осуществляется заряд двух других накопительных конденсаторов. Так з0 как одна фаэная обмотка включена встречно по отношению к двум другим, заряд второго накопительного конденсатора начинается через 60 эл. град. после начала заряда первого конденсатора, а заряд третьего накопительного конденсатора— через 1 20 эл. град. после начала заряда первого конденсатора (фиг. 4). Если все три конденсатора заряжаются через линейный дроссель, то длительность их заряда 40 не превосходит 180О, а ячейка накопи тельных конденсаторов запасает энергию источника за время, пропорциональное

300 эл. грай. После заряда накопительных конденсаторов подается импульс на ти- 4s ристор 2, и накопительные конденсаторы разряжаются за время %. p. Спустя время, пропорциональное 60 an. град. заряд на.копительных конденсаторов начинается снова. 50

Если во время заряда первого накопительного конденсатора блок 10 определяет, что энергия, запасенная накопитель ными конденсаторами превышает заданное значение, этот блок формирует соответст- 55 вующий сигнал на открытие тиристоров 7

61 6 или 8 во время заряда второго и третьего накопительных конденсаторов. Б результа= те этого накопительные конденсаторы могут запасать различное значение энергии.

Так как параллельно каждому накопительному конденсатору включен диод 9, конденсатор, имеющий наименьшее значение запасенной энергии, разряжается первым и диод, шунтирующий его, предотвращает его переразряд при разряде остальных конденсаторов .

Таким образом, снабжение обмоток линейных дросселей отводами и коммутация .. .этих отводов в процессе заряда каждого накопительного конденсатора позволяет регулировать (например, стабилизировать) величину зарядного напряжения накопительных конденсаторов. Зто, в свою очередь, обеспечивает регулирование энергии разрядных импульсов в нагрузке, а также ее стабилизацию при изменении напряжения ис точника.

Формул а изобрете ния

Устройство для заряда накопительного конденсатора по авт. св. )Ф 635603, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных массо-габаритных показателей и обеспечения возможности регулирования величины напряжения накопительного конденсатора, оно дополните но снабжено тремя диодами, тремя линейными дросселями с отводами от части витков их обмоток, и тремя группами тиристоров — по числу, на единицу большим числа отводов от обмоток линейных дрооселей, при этом диоды образуют диодную ячейку, включенную последовательно-cot ласно с управляемым коммутатором, и каждый из этих диодов подключен соответственно параллельно одному из накопительных конденсаторов, свободные конUhI обмоток линейных дросселей включены между фаэными обмотками источника переменною тока и анодами диодов, катоды которых через тиристоры соответствующих групп подключены к отводам от частей . обмоток этих дросселей и к точкам соединения o обмоток с фазными обмотками трехфазного источника переменного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке No 635603, кл. Н 03 К 3/53, 1978.

752 761

4(1ф

Составитель В. Чорба

Редактор С. Тимохина Техред Ж. Кастелевич Корректор Е. Папи

Заказ 4763/18 Тираж 995 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4