Устройство для заряда накопительного конденсатора (его варианты)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнв

Социалнстичееки в

° Реслублнк

К АВТОРСКОМУ СВй ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву „ (22) Заявлено 041279 (21) 2846342/18-21 с присоединением заявки ¹ 2858023/18-21 (51)М. Кл З

H K 3/53

Государственный комитет.

СССР яо делан изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.1081. Бюллетень Но 38

Дата опубликования описания 151081

М) УДт(621 ° 373. .431(088.8) (72) Авторы изобретения

В.К.Быстров и A. Г.Николае у:;, r (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к импульсным источникам питания и может быть использовано для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов. . Известно устройство для .заряда накопительного конденсатора, содер-. жащее положительную и отрицательную клемма для подключения накопительного конденсатора, три входных клеммы

I для соединения с трехфаэным источником переменного тока, три промежуточных конденсатора и выпрямительный блок, выполненный на шести диодах, между входными клеммами уст ройства и мостового выпрямителя включены промежуточные конденсаторы, осуществляющие ограничение тока заряда, а накопительный конденсатор подключен к выходным клеммам устройства 1 . 20

Данное устройство отличается высоким КПД заряда, но характеризуется невысокими удельными показателями, поскольку максимальная величина напряжения, до которого заряжается накопительный конденсатор, не превосходит амплитуды линейного напряжения источника питания, а кроме того, она содержит большое число элемеи- 30 тов. Все это снижает удельные массо- габаритные показатели устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее две входные клеммы для подключения фазовой обмотки источника переменного тока, положительную и отрицательную выход- ные клеммы для соединения с, заряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторйую цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода и доэирующего конденсатора, подключенные к входным клеммам устройства, к точке соединения конденсатора и катода диода подключен анод зарядного диода, катод которого образует положительную выходную клемму, отрицательная клемма соединена с входной клем мой, связанной с анодом диода (2)..

Известное устройство отличается большой простотой, яо характеризуется относительно низкой скоростью передачи энергии, так как передает в накопительный конденсатор за период изменения питающего напряжения только один зарядный импульс, энер873392 гия которого целиком проходит также через доэирующий конденсатор. Это приводит к ухудшению массо-габаритных показателей устройства в целом.

Целью изобретения является Улучшение массо-габаритных .показателей устройства-путем увеличения скорости передачи энергии источника пере,менного тока.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора" (вариант 1), содержащее две входные клеммы для подключения фаэовой обмотки источника переменного, тока, положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с эаряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода и дозирующего конденсатора, которая подключена к входным клеммам уст-Щ ройства, а к точке соединения катода диода и конденсатора этой цепочки подключен анод зарядного диода, катод которого соединен с положительной выходной клеммой, снабжено дополни-. тельным диодом и тбкоограничизающим. линейным дросселем, а источник пере-. менного тока выполнен трехфазным и его фазовые обмотки соединены по схеме "звезда" с нейтралью, вывод которой подключен к входной клемме, соединенной с дозирующим конденсатором, вторая фазовая обмотка трехфазного источника через токоограничивающий линейный дроссель подключена к отрицательной клемме устройства, а третья фазовая обмотка — к аноду дополнительного диода, катод которого подключен к точке соединения дозирующего конденсатора и анода зарядного диода.

Кроме того, поставленная цель дос- 40 тигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора (вариант 2), содержащее две входные клеммы для подключения фазовой обмотки источника переменного тока, положи- 4 тельную и отрицательную выходные клеммы для соединения с заряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочку состоящую иэ последовательно сое диненных диода и дозирующего конденсатора, которая подключена к входным клеммам устройства,а к точке соединения катода диода и доэирующего конденсатора этой цепочки подключен анод зарядного диода, катод которого подключен к выходной положительной клемме, дополнительно снабжено диодно-конденсаторной цепочкой и зарядным диодом, а источник переменного тока выполнен трехфаэным, фазные ф9 обмотки которого соединены в "звезду", которая выводом нейтрали подключена к анодам вентилей обеих цепочек, при этом вывод второй фазной обмотки подключен к свободной обклад- д ке конденсатора дополнительной вентильно-конденсаторной цепочки, а вывод третьей фаэной обмотки — к отрицательной выходной клемме, анод дополнительного зарядного диода подключен к точке соединения катода диоца и конденсатора дополнительной цепочки, а катод соединен с положительной выходной клеммой.

На фиг.1 представлена электрическая схема устройства для заряда накопительного конденсатора (вариант

1); на фиг.2 - то же, (вариант 2).

Устройство содержит (вариант 1) четыре входные клеммы 1, 2, 3 и 4 для подключения трехфазного источника с выведенной нулевой точкой, положительную 5 и отрицательную 6 выходные клеммы для соединения с заряжаемым накопительным конденсатором 7, диодно-конденсаторную цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода 8 и дозирующего конденсатора 9, подключенную к входным клеммам 1 и 4 устройства. К точке соединения конденсатора 9 и катода диода

8 подключен анод зарядного диода

10, катод которого образует положительную выходную клеьму 5, между входной клеммой 2 и отрицательной входной клеммой 6 включен токоограничивающий линейный дроссель 11, третья входная клемма 3 соединена с анодом диода 12, катод которого подключен к катоду диода 8.

Устройство (вариант 2) содержит четыре входные клеммы 13, 14, 15 и

16 для подключения трехфазного источника переменного тока, обмотки которого соединены по схеме "звезды" с нейтралью и две диодно-конденсаторные цепочки, состоящие иэ диода 17, конденсатора 18, диода 19 и конденсатора 20. Аноды диодов 17 и 19 подключены к клемме 16, а их катоды соединены с обкладками конденсаторов 18 и 20 соответственно, которые через зарядные диоды 21 и 22 подключены к положительной выходной клемваз

23, вторые обкладки конденсаторов

18 и 20 подключены к входным клеммам

13 и 14, входная клемма 15 соединена с отрицательной выходной клеммой 24, накопительный конденсатор 25 под.— ключен к выходным клеммам 23 и 24 °, Работа устройства (вариант 1) происходит следующим образом.

Будем считать, что в исходный момент времени напряжение фазовой обмотки, подключенной к клемме 3, равно нулю, а напряжение фазовой обмотки, Подключенной к клемме 1, отрицательно. При-этом линейное напряжение этих фазовых обмоток имеет максимальное значение и к клемме

1 приложен положительный потенциал.

Тогда под действием линейного напряжения этих фазовых обмоток происВ73392 ходит заряд накопительного конденсатора 7. Ток заряда в этой цепи ограничивается индуктивным.сопротивлением линейного дросселя 11. В дальнейшем начинается процесс заряда i дозирующего конденсатора 9. Заряд этого конденсатора прекращается через 90 эл.град. Одновременно происходит уменьшение линейного напряжения упомянутых фазовых обмоток и увеличение линейного напряжения фазовых обмоток, подключенных к клеммам 2 и 3. Когда линейное напряжение укаэанных фаеовых обмоток становится достаточно большим, заряд накопительного конденсатора 7 осуществляется от этих фазовых обмоток. Через 60 эл.град1 от начала отсчета напряжение фаэовой обмотки, подключенной к клеьме 2, становится равным нулю, а затем начинает возрастать. В этом случае к клемме 4 приложен положительный потенци- 26 ал, а к клемме 2 - отрицательный.

При этом происходит суммирование. напряжений фазовой обмотки, подключенной к клемме 2 и дозирующего конденсатора 9, и заряд накопительного конденсатора 7. Описанный процесс происходит до тех пор, пока напряжение на накопительном конденсаторе 7 не достигнет амплитуды линейного напряжения источника переменного тока. Начи- go ная с этого момента времени прекращается непосредственный заряд накопительного конденсатора 7 линейным напряжением фазовых обмоток источника переменного тока. Зарядный импульс в этом случае формируется только при суммировании напряжения доэирующего конденсатора 9 и фазовой обмотки, подключенной к клемме 2, постепенно доводя уровень напряжения на накопительном конденсаторе 7 до удвоенного значения амплитуды фазн зго напряжения источника переменного тока.

Работа устройства (варинт 2) происходит следующим образом. 45

При рассмотрении электромагнитных процессов в устройстве, в целях упрощения, рассмотрим его работу в режиме холостого хода, т.е ° при отключенном накопительном конденсаторе 7. Пусть в исходный момент времени напряжение фазной обмотки, приложенное к клеммам 13 и 16, равно нулю и в последующие моменты времени возрастает и по.ложительным потенциалом приложено Я

:к клемме 16, а напряжение. фазной обмотки, приложенное к клеммам 14 и 16, положительным потенциалом приложено к клемме 14. Тогда через 90 эл.град. до фазного напряжения заряжается кон- @) денсатор 18, а через 300 эл.град. линейное напряжение, приложенное к клеммам 13 и 15, достигает максимума и положительным потенциалом прилагается к клевме 13. при этом к наколи- д ! тельному конденсатору 25 прилагается суммарное напряжение конденсатора

18 и линейное напряжение фазных обмоток источника, что формирует зарядный импульс тока.

Аналогичные процессы по заряду . конденсатора 20 протекают в цепи фазной обмотки, подключенной к клеммам 16 и 14. Напряжение заряженного конденсатора 20 суммируется с линейным напряжением источника, приложенным к клемвм 14 и 15, что обеспечивает формирование второго зарядного импульса тока. Все процессы, протекающие в этсй части электрической схемы, сдвинуты по фазе на 120 эл. град °

При подключении к выходным клеввеам устройства разряженого накопительного конденсатора, кроме указанных цепей формирования зарядного импульса, ток в накопительный конденсатор также проходит по другим цепям, которые проводят ток заряда накопи- тельного, конденсатора, пока напря-. жение на нем не достигнет величины, равной амплитуде фаэного напряжения.

Формула изобретения

Ъ

1. Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее две входные клеммы для подключения фазовой обмотки источника переменного тока, положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с заряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочку, состоящув из последовательно соединенных диода и дозирующего конденсатора, которая подключена к входные клеммам устройства, а к точке соединения катода диода и конденсатора этой цепочки подключен анод зарядно-. го диода, катод которого соединен с положительной выходной клеммой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей устройства, оно снабжено дополнительным диодом и токоограничивающим линейньм дросселем, а источник переменного тока выполнен трехс фазным и его фазовые обмотки соединены по схеме "звезда" с нейтралью, вывод которой подключен к входной клемме, соединенной с дозирующим конденсатором, вторая фазовая обмотка трехфазного источника через токоограничивавщий линейный дроссель подключена к отрицательной клемме устройства, а третья фазовая обмотка к аноду дополнительного диода, катод которого подключен к точке соединения дозирующего конденсатора и анода зарядного диода.

2. Устройство для заряда накопи-, тельного конденсатора, содержащее

873392

Составитель В.Чорба

Редактор Е.Дорошенко Текред Ж.Кастелевич Корректор Г.Orap

Заказ 9070/83 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 две входные клеммы для подключения фаэовой обмотки источника перемен-. ного тока. положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с эаряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода и доэирующего конденсатора„ которая подключена к входным клеммам

° устройства, а к точке соединения катода диода и дрэирующего конденсатора этой цепочки подключен анод зарядного диода, катод которого соединен с выходной положительной клеммой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей устройства, оно дополнительно снабжено диодно-конденсаторной цепочкой и зарядным диодом, а источник переменного тока выполнен .трехфазным, фазные обмотки которого соединены в "звезду", которая выводом нейтрали подключена к анодам вентилей обеих цепочек, при этом вывод второй фаэной обмотки подключен к свободной обкладке конденсатора до> полнительной вентнльно-конденсаторной цепочки, а вывод третьей фаэной обмотки — к отрицательной выходной клемме, анод дополнительного зарядного диода подключен к точке соединения © катода диода и конденсатора дополнительной цепочки, а катод соединен с положительной выходной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Поляшов Л.И. Метод анализа

15 процесса заряда емкостного накопителя энергии от генератора переменного тока. -"Электричество", 1973, Р 12, с.38.

2. Патент Японии Р 35-14448, кл.50 t 12, 1960 (прототип).