Устройство для заряда накопитель-ного конденсатора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик (iii 813720 (6! ) ДополнитеЛьиое к «вт. свил-ву (22) Звчвлено 09.01.70 (2) ) 2710438/18-21 (5I)M. Кл. с присоединением заявки ¹

Н 03 К 3/53

Гооударстееииый комитет

СССР во делам изобретений и открытий (23) П риоритет

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень №10

Дата опубликования описания 15.03,81 (53) УДК 621.373..43 1 (088.8 ) J

К1. Сукерев, А. Г. Никсиеев и В. К БыстрОв.

j (/ е !

». (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

KOHIIEHCATOPA

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для заряда накопительных конденсаторов, используемых в качестве источника энергии импульсного питания ламп накачки оптических квантовых генераторов, в локаци онной технике, в установках электроискровой обработки материалов и т.п. импульсных потребителей энергии.

Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержашее однофаэный трансформатор с несколькими, преимушественно с тремя одинаковыми вторичными обмотками, которые включаются

IS через двухполупериодные выпрямители в зарядную цепь конденсатора поэтапно, тем самым значительно улучшая энергетические показатели зарядной цепи jl).

К недостаткам этого устройства относят20 ся значительная сложность схемы и питание ее от однофаэного источника, что завышает массо-габаритные показатели устройства в целом.

Наиболее близко по техническому решению к. предлагаемому устройСтво для заряда накопительного конденсатора, содержашее трехфазный источник переменно го тока, фазные обмотки которого соединены последовательно друг с другом, при этом начало первой фазной обмотки соединено с началом второй фаэной обмотки, конец второй — с концом третьей фазной обмотки, к точкам соединения этих фаз» ных обмоток и к началу третьей фазной обмотки подключены катоды трех тиристоров тиристорного регулятора зарядного напряжения, накопительный конденсатор, соединенный с концом первой фазной обмотки непосредственно и с началом третьей фазной обмотки - через один из тиpNcTopoB тиристорного регулятора заряд ного напряжения, и разрядный тиристор(2 .

Недостатком данного устройства явля ется неравномерная. я неполная нагрузка фаз источника, а следовательно, завыше ие его массо-габаритных показателей, г.1оче того, диапазон оегулирования уровней зарядных HBHpA>KE .HHA някопительпогo конденсатора в данном устройствс весьма н еве лик.

Цель изобретения - улучшение мяссогабяритных показателей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока, фазные обмотки которого соединены последовательно друг с другом, при этом начало первой фязной обмотки соединено с началом второй фязной обмотки, конец второй — c к,онцом третьей фаэной обмотки, к точкам соеци.пения этих фазных обмоток и к началу третьей фазной обмотки подключены катоды трех тиристоров THpHctopHOI регулятора зарядного напряжения, накопительный конденсатор, соединенный с концом первой фязной обмотки непосредственно и с началом тре20 тьей фязной обмотки — через один из тиристоров тиристорного регулятора зярядного напряжения, и разрядный .тиристор, дополнительно снабжено двумя тиристорями регуляторамИ зарядного напряжения и тре- 2 мя зарядными тиристорами, накопительный конденсатор выполнен в виде трех конденсаторов, соединенных попарно apyr с другом через два разрядных тиристора, аноды тиристоров тиристорных регуляторов зярядзо ного напряжения обьединепы в группы, причем группа катодов тиристоров одного делолнительно ввеценного тиристорпого регулятора зарядного напряжения подключена к катоду одного, я rpymra катодов тирИсторов другого дополнительно введеппо35

ro тиристорного регулятора зяряпного напряжения — к катоду другого разрядного тиристора, конец первой фязной обмотки через третий зярядпгяй тиристор соединен с началом третьей фязной обмотки и с катодами двух тиристоров дополнительно введенньгх тиристорных регуляторов зарядного напряжения, начало первой фязпой обмотки — с катодами одного из тиристоров всех трех тиристорных регуляторов напряжения и с катодом одного зарядного тиристоря, анод которого соединен с на чалом второй фазной обмотки и с анодом одного разрядного тиристора, конец второй фязной обмотки - c катоцами одного из тиристоров всех трех тиристорных регуляторов зарядного напряжения и с катодом второго зарядного тиристоря,,анод которого соединен с концом третьей фазной обмотки и с анодом цругого разрядного тиристора.

На чептеже представлена принципиальная электрическая схема устройства цля :.àðëäà накопительного конденсатора.

Б предлагаемом устройстве накопительный конденсатор выполнен в виде трех последовательно соединенных электростатических емкостей. Устройство содержит

ТрН последовательно соединенные фязпые обмотки 1, 2, и 3 трехфазного источника переменного тока, три последовательно включенных конденсатора 4, 5 и 6, сое дипепцые попарно друг с другом через два разрядных тиристора 7 и 8, тиристоры 9, 10 и 11, подключенные анодами к конденсатору 6, я катодами — к началу фазной обмотки 1, к концу фязной обмотки 2 и к началу фазной обмотки 3 соответственно, тиристоры 12, 13 и 14 подключенные анодами к конденсатору 4, а катодами - к началу фазной обл1отки 1, к концу фязной обмотки 2 и к началу фязной обмотки 3 соответственно, тиристоры

15, 16 и 17, образующие с фазными обмотками 1, 2 и 3 источника кольцевую схему, тиристоры 18, 19 и 20 поцклк ченные анодами к конденсатору 5 я катодами - к концу фазной обмотки 2, к началу фазной обмотки 3 и к началу фазной обмотки 1 соответственно, нагрузку 2 1, подключенну-ю к накопительному конденсатору, образованному тремя конденсаторами4,5 и6.

Устройство для заряда накопительного конденсатора работает слецующим образом.

Пусть в рассматриваемый момент времени напряжение фазной обмотки 1 равно нулю, а в следукхций момент времени оно увеличивается в положительном направлении. К тиристору 12 подается управляющий импульс, который отпирает тиристор и заряжает конденсатор 4. Через 60 в после начала отсчета времени мгновенное значение напряжения на конденсаторе 4 фязной обмотки 1 становится равным мгновенному значению линейного напряжения первой и второй фазных обмоток.

В этот момент времени на тиристоры 13 и 15 подаются упрявлякяцие импульсы, эти тиристоры отпираются, я конденсатор

4 начинает заряжаться до линейного напряжения первой и второй фязных обмоО ток. Через 120 после нячяля отсчета времени мгновенное значение линейного напряжении достигает амплитудного значения двух фаэных обмоток, а тиристоры

13 и 15 запираются естественным путем.

В этот же момент времени подаются управляккцие импульсы ня отпиряние тиристоров 14, 15 и 16, которые заряжают

3720

5 81 .конденсатор 4 через три последовательно соединенные фазные обмотки. Через 150 после начала отсчета заряд конденсатора

4 заканчивается, при этом сумма напряжений всех последовательно соединенных фазных обмоток равна удвоенному амплитудному значению трех фазных обмолвок источника

Через 60 после начала отсчета времео ни мгновенное значение напряжения фазной обмотки 2 достигает нулевого значения, в следующий момент времени оно начинает увеличиватъся в положительном направлении. В этот момент времени подается управляющий импульс к гиристору

18, который отпирается и заряжает конденсатор 5. Через 120 после начала ото счета времени напряжение фазной обмотки 2 становится равным мгновенному значению линейного напряжения фазных обмоток 2 и 3. В этот момент времени на тиристоры 19 и 16 подаются управляющие импульсы, эти тиристоры отпираются, а конденсатор 5 начинает заряжаться до линейного значения напряжения фазных обмоток 2 и 3.

После окончания заряда конденсатора

5 в фазных обмотках 2 и 3 тиристоры

16 и 19 запираются естественным путем, а на тиристоры 16, 17 и 20 подаются управляющие импульсы; тиристоры отпираются, а конденсатор 5 заряжается до двойного значения фазного напряжения. В этот же момент времени напряжение фазной обмотки 1 изменяет свой знак иа обратный.

Конденсатор 5 заряжается. При этом тиристор 15 заперт, что предотвращает возникновение короткозамкнутой цепи в линии всех трех фазных обмоток. При достижении конца заряда конденсатора 5 его ток становится равным нулю.

Спустя 120 от начала отсчета времео ни . мгновенное значение фазной обмотки 3 достигает нулевого значения, а в следующий момент времени оно начинает увеличиваться в положительном направлении. В этот же момент времени подается управляющий импульс к тиристору 11, который отпирается и заряжает конденсатор

6. Спустя 180 после начала отсчета врео мени мгновенное значение напряжения конденсатора 6 фазной обмотки 3 становится равным мгновенному значению линейного напряжения фазных обмоток 3 и

"1. В этот момент времени иа тиристоры

9 и 17 подаются управляющие импульсы, эти тиристоры отпираются, а конденсатор

6 начинает заряжаться Ао линейного напряжения фазных обмоток 2 и 1. При до

Ь стяжении конца заряда конденсатора 6 е о становится равным нулю и тиристоры

9и17

7 запираются. Время окончания ряда конден Ра 6 равно 240О от начала отсчета времени.

После окончания заряда конденсатора

6 на управляющие электроды тиристоров

10 15

О, 15 и 17 подаются сигналы, они отпираются и заряжают конденсатор 6 до 0 двойного напряжения всех трех фазных обмоток источника. По окончании заряда всех конденсаторов ° все тиристоры алектрической схемы оказываются запертыми.

Время поочередного заряда каждого из конденсаторов составляет: 150 для коно денсатора 4, 210 для конденсатор 5 а и

70 для конденсатора 6 - от начала отсчета в зарядном цикле.

Нагрузка 21 осуществляет разряд трех последовательно соединенных конденсаторов 5, 4 и 6 путем отпирания разрядных тиристоров 7 и 8. После разряда накопительного конденсатора разрядные тиристо» ры 7 и 8 запираются, и электрическая

2 схема готова для осуществления нового зарядного цикла. Время деионизации им-. пульсной нагрузки составляет 9

Таким образом, конденсаторы, 5 и

6 накопительного конденсатора могут asряжаться до напряжений 3 ф 3 Uä и

60, где Uф и 0+ - соответствующие ам» плитудные значения фазного и линейного напряжений трехфазного, источника переменного тока.

И . Подобные разрядные устройства могут найти применение там, где на объекте установлено несколько импульсных потребителей энергии, рассчитанных на различные номинальные напряжения и энергии

40 в импульсе. диапазон использования зарядного устройства может быть расширен, если учесть, что к каждому конденсатору или к группе конденсаторов накопительного конденсатора может быть подключена

4 своя импульсная нагрузка.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока, фазные обмотки которого соединены последовательно друг с другом, при этом начало первой

М фазной обмотки соединено с началом второй фазной обмотки, конец второй - с концом третьей фазной обмотки, к точкам, соединения этих фазных обмоток и к на

813720.

Я ИИПИ Заказ 808/76а Тираж 988 Подписное филиал ППП "Патент», г. Ужтород, ул. Проектная, 4 чапу третьей фаэной обмотки подключены катоды трех тиристоров тиристорного регулятора зарядного напряжения, накопиТельный конденсатор, соединенный с концом первой фвзной обмотки непосредственно и с началом третьей фазной обмотки— через один из тиристоров тиристорного регулятора зарядного напряжения, и разрядный тиристор, о т л и ч а ю ш е— е с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, оно дополнительно снабжено двумя тиристорными регуляторами зарядного напряжения и тремя зарядными тиристорами, накопительный конпенсвтор выполнен в виде трех конденсаторов, соединенных попарно друг с другом через два разрядных тиристора, аноды тиристоров тиристорных регуляторов зарядного напряжения объединены в групп, причем группы катодов тиристоров одного дополнительно введенного тиристорного регулятора зарядного напряжения подключена к катоду одного, в группа катодов тиристоров другого дополнительно введенного тиристорного регулятора зарядного напря>кения - к катоду другого разрядного тиристора, конец первой фазной обмотки через третий звряпный тиристор соединен с началом третьей фазной обмотки и с катодами двух тиристоров дополнительно введенных тиристорных регуляторов зарядного напряжения, начало первой фаз ной обмотки — с катодами одного из тиристоров всех трех тиристорных регуляторов напряжения и с катодом опного. зарядного тиристора, анод которого соединен с началом второй фазной обмотки и с анодом одного разрядного тиристора, конец второй фазной обмотки — с катодами опного из тиристоров всех трех тиристорных регуляторов зарядного напряжения и с катодом ВТорого зарядного тирнсторв, анод которого соединен с концом третьей фвз ной обмотки и с анодом другого разрядного тиристора.

20 Источники информациь, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CLIIA М 3654537, кл. H 02 М 3/24, 320-1, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по

25 заявке Yi. 248 1080/18-21, кл. Н 03 К 3/53, 30.11.77.