Генератор импульсов тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских.Социалистических

Ресйублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22} Заявлено 101279 (21) 2849572!18-21 (51) M с присоединением заявки М (23} Приоритет—

Н 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и откр ыти й

Опубликовано . 150981. Бюллетень Мо 34

Дата опубликования описания 15,0981 (53) УДК 621.373..431(088 ° 8) (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам представляющим собой генератор импульсов, и может быть применено для поверхностного нагрева.

Известен генератор импульсов тока, содержащий источник питания, к которому подключен емкостный накопитель энергии, управляемый коммутатор, соединяющий емкостный накопитель с согласующим устройством (1).

Недостатком известного устройства является. ограничение возможностей нагрева металла под закалку с большей скоростью самоохлаждения, обес- 15 печивающей мелкозернистую структуру, способствующую повышению твердости.

Это объясняется тем, что для нагрева металла требуется энергия, которая запасается в емкостном накопителе 20 за счет его емкости. Увеличение емкости приводит к снижению частоты импульсного тока, Снижение частоты вызывает увеличение глубины нагрева, так как происходит нагрев значительного по толщине слоя, то снижается скорость его охлаждения, Получение той же энергии за счет снижения емкости и повышения напряжения заряда приводит к необходимости создания, 30 громоздкого и дорогостоящего статичЕ1 ского повысительно-выпрямительного устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор импульсов тока, содержащий источник питания, к которому подключен емкостный накопитель энергии, коммутатор, повышающее согласующее устройство, первичная обмот-. ка которого соединена через коммутатор с .емкостным накопителем энергии, зарядный дроссель с ферромагнитным сердечником, частотозадающий конденсатор, соединенный через зарядный дроссель со вторичной обмоткой повышающего согласующего устройства, управляемый коммутатор, понижающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена через управляемый коммутатор с частотозадающим конденсатором, а также чувствительный элемент, подключенный параллельно частотозадающему конденсатору, выход которого соединен со входом задающего устройства, выход которого соединен со входом блока управления управляемым коммутатором 2)

Недостатком этого устройства является снижение производительности

864540 при обеспечении надежной работы генератора. Это объясняется тем, что для обеспечения надежности работы устройства необходимо ограничивать разрядный ток частотозадающего конденсатора, проходящей через управляемый комму.татор. В противном случае коммутатор быстро выйдет из строя и генератор будет не работоспособен. Ограничение разрядного тока уменьшает выделяемую мощность,что ведет к снижению производительности.

Цель изобретения — увеличение производительности при сохранении надежности работы генератора.

Поставленная цель достигается тем, что генератор импульсов тока, содержащий источник питания, к которому подключен емкостный накопитель энергии, коммутатор, повышающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена через коммутатор с емкостным накопителем энергии, зарядный дроссель с ферромагнитным сердечником, частотозадающий конденсатор, соединенный через зарядный дроссель со вторичной обмоткой повышающего согласующего устройства управляемый коммутатор, понижающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена. через управляемый коммутатор с частотозадающим конденсатором, а также чувствительный элемент, подключенный параллельно частотозадающему конденсатору, выход которого соединен со входом задающего устройства,-выход которого соединен со входом блока управления управляемым коммутатором введен по крайней мере, еще один управляемый коммутатор и еще одна первичная обмотка понижающего согласующего устройства, образующие между собой последовательную цепочку, подключенную параллельно частотозадаюдему конденсатору, при этом первичные обмотки понижающего согласующего устройства связаны индуктивно между собой через вторичную его обмотку.

На чертеже показана электрическая схема генератора импульсного тока.

Генератор содержит источник питания l, к которому подключен емкостный накопитель 2, который через коммутатор 3 соединен с первичной обмоткой 4 повышающего согласующего устройства, вторичная обмотка 5 которого через зарядный дроссель 6, снабженный ферромагнитным сердечником, соединена с частотозадающим конденсатором 7, понижающее согласующее устройство, представляющее собой, например концентратор магнитного поля со вторичной обмоткой 8 в виде одного разрядного витка и, по крайней мере,. двумя первичными обмотками 9 и 10, уложенными в пазы вторичной обмотки 8. Первичные обмотки 9 и 10 индуктивно связаны между собой через вторичную обмотку 8, которая, в свою очередь индуктивно связана с заготовкой 11, по меньшей мере, два управляемых коммутатора 12 и 13, образующих соответствующие последовательные цепочки с первичными обмотками 9 и 10, в свою очередь эти последовательные цепочки соединены между собой параллельно и подключены к частотозадающему конденсатору

7, параллельно частотозадающему конденсатору 7 подключен чувствительный элемент 14 задающего устройства

15, задающее устройство 15 и управляемые коммутаторы 12 и 13 подключены к блоку управления 16.

15 Генератор работает следующим образом.

После заряда емкостного накопителя 2 от источника питания 1 сраба2Q тывает коммутатор 3, в результате чего емкостной накопитель 2 разряжается на первичную обмотку 4 повышающего согласующего устройства. Индуцироваяный во вторичной обмотке 5 по25 вышающего согласующего устройства ток, проходящий через зарядный дроссель 6, снабженный ферромагнитным сердечником, является зарядным током частотоэадающего конденсатора 7, Амплитуда напряжения заряда частотозадающего конденсатора 7 значительно выше по сравнению с амплитудой разрядного напряжения емкостного накопителя 2 за счет повышающего согласующего устройства. Чувствительный элемент 14 задающего устройства

15, реагируя на величину зарядного напряжения, обеспечивает подачу сигнала через задающее устройство 15 в блок управления 16, который выда G ет управляющий импульс на управляемые .коммутаторы 12 и 13 в момент, когда зарядный ток частотозадающего конденсатора 7 спадает почти до нуля. Поскольку всегда имеется разброс во времени формирования разряда, то пробой одного из управляемых коммутаторов, например управляемого коммутатора 12 произойдет раньше. После срабатывания управляемого коммутатора 12 по первичной обмотке 9 понижающего согласующего устройства начнет протекать ток, который индуцирует ток его вторичной обмотке 8. Этот индуцированный ток обеспечивает наведе ние ЭДС в его первичной обмотке 10, что приводит к росту разности потенциалов на электродах управляемого коммутатора 13, Такой рост с избытком компенсирует некоторое снижение напряжения на электродах управляемого

6Î коммутатора 13 вследствие срабатывания управляемого коммутатора 12 и .приводит к пробою управляемого коммутатора 13. Таким образом, разрядный ток частотозадающего конденсаЯ тора 7 разделится пополам и эти мень864540

Формула изобретения шие по амплитуде токи протекают через последовательные цепочки, образованные управляемыми коммутаторами 12 и 13 и первичными обмотками 9 и 10 соответственно. После окончания разряда частотоэадающего конденсатора

7 снова начнется заряд его через повышающее согласующее устройство и т.д. За каждую полуволну разрядного напряжения емкостного накопителя 2 происходит заряд и разряд частотозадающего конденсатора 7. Благодаря процессу насыщения ферромагнитного сердечника в зарядном дросселе 6, обеспечивается отсутствие зарядного тока частотозадающего конденсатора

7 к моменту окончания его разряда, . I5 что является благоприятным условием для восстановления диэлектрической прочности разрядных промежутков управляемых коммутаторов 12 и 13. В результате диэлектрическая прочность 2п восстанавливается быстрее, чем повышается напряжение заряда на частотоэадающем конденсаторе 7. Серией мощных высокочастотных импульсов тока от разрядов частотозадающего конденсатора 7 обеспечивается поверхностный нагрев заготовки 11.

Предлагаемый генератор по сравне. нию с известным .обеспечивает увеличение производительности при сохранении надежности его работы -благодаря тому, что увеличивается выделяемая мощность за счет, повышения амплитуды разрядного тока частотозадающего конденсатора. Последнее достигается тем, что в коммутации тока принимают участие несколько управляемых коммутаторов. Это обеспечивается . подключением к каждому управляемому коммутатору соответствующей первичной обмотки согласующего понижающего 4О устройства, которые связаны индуктив- . но через вторичную обмотку.

В результате прохождения через каждый управляемый коммутатор только части разрядного тока, которая не 4 снижает надежности работы генератоВНИИПИ Заказ 7830/84

Тираж 991 Подписное

Филиал ППП "Патент*, г. Ужгород

r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра, сам разрядный ток" увеличивается по амплитуде.

Генератор импульсов тока, содержащий источник питания, к которому подключен емкостный накопитель энергии, коммутатор, повышающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена через коммутатор с емкостным накопителем энергии, зарядный дроссель с ферромагнитным сердечником, частотозадающий конденсатор, соединенный через зарядный дроссель со вторичной обмоткой повышающего согласующего устройства, управляемый коммутатор, понижающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена через управляющий коммутатор с частотозадающим конденсатором, а также чувст.— вительный элемент, подключенный параллельно частотозадающему конденсатору, выход которого соединен со входом задающего устройства, выход которого соединен со входом блока управления управляемым коммутатором, отличающий с я тем, что, с иелью увеличения производительности при сохранении надежности работы, в генератор введен по крайней мере, еще один управляемый коммутатор и еще одна первичная обмотка понижающего согласующего устройства, образующие между собой последовательную иепочку, подключенную параллельно частотоэадающему конденсатору, при этом первичная обмотка понижающего согласующего устройства связана индуктивно между собой через вторичную его обмотку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

9 323854, кл. Н 03 К 3/53, 1972..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 356761, кл. Н 03 К 3/53, 1972 (прототип ) .