Устройство для возбуждения и стабилизации дуги переменного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республии

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (ii) 890565

4 с

К ABTOPCXOhhV CBHQKTEAbCTBY (61) Дополнительное к авт. саид-BY (22) Заявлено 26. 03. 80 (21) 2899178/24-07 с присоеаинениеи заявки № (23) Приоритет

Опубликовано l 5. 12. 8 1.. Бюллетень № 46 (51) М. К. .

Н 05 В 7/144

Государственный комитет по делам нзабретеинн н открытий (53) УДК 621. .365.24 (088.8) Дата опубликования описания 18.12.81 (72) Авторы . изобретения

С.В. Кашлачев и Ю.Я. Киселев

1

Тираспольский завод литейных машин .;им. С.М; Кирова и Кишиневский политехнический институт им: C.:Лазо (7I) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ

ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ис" точниках электропитания плазмотронов.

Известно устройство для возбуждения и стабилизации дуги переменного тока, содержащее источник питания, накопительный конденсатор, переключающий элемент, повышающий трансформатор $1 $

Однако это устройство не выдает достаточно стабильного выходного импульса. .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для возбуждения и стабилизации дуги переменного тока, содержащее источник питания постоянного напряжения, к .выходу которого подключена зарядная цепочка из последовательно соединенных основной обмотки дросселя, диода и зарядного-конденсатора, параллельно которому через коммутатор, например в виде управ2 ляемого тиристорного ключа, подсоеди,нена первичная обмотка повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого служит выходом устройства.

Для надежного зажигания дуги перемен5 ного тока, особенно в режущих плазмотронах с воздушной стабилизацией, необходим мощный поджигающий импульс, при этом для повышения КПД устройства и надежного запирания тиристора необто ,ходимо иметь достаточно большую величину реактивного сопротивления дросселя 12).

Однако, так как импульсы тока за15 ряда зарядного конденсатора протекают в одном направлении,. то сердечник дросселя через определенное время достигает предельного симметричного.цикла намагничивания. Следовательно, для обеспечения необходимой величины сопротивления дросселя.в режиме ключа потребуется в несколько раз.увеличивать сечение сердечника и число витком основной обмотки. Причем при

890565 большой величине сопротивления дросселя зарядный конденсатор не успевает зарядиться до необходимой величины напряжения, что снижает стабильность величины напряжения выходных импульсов устройства.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства за счет неизменности величины напряжения поджигающих импульсов при регулировании с помощью блока управления угла поджига в пределах полупериода сетевого напряжения, а также повышения коэффициента полезного действия и уменьшения габаритов устройства.

Цель достигается тем, что источник постоянного напряжения выполнен в виде диодно-емкостного умножителя напряжения; в каждое плечо которого включена дополнительная обмотка дросселя, встречно основной обмотке, причем емкость зарядного конденсатора составляет меньше половины емкости конденсаторов умножителя.

На чертеже изображена электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник постоянного напряжения 1 в виде диодно- .,О емкостного умножителя напряжения, к выходу которого подключены последовательно основная обмотка дросселя 2, диод 3 и зарядный конденсатор 4. Конденсатор 4 через коммутатор 5,в виде

3/ управляемого тиристорного ключа, содержащего тиристор 6, диод 7 и блок управления 8 связаны с первичной об.моткой повышающего трансформатора 9.

Источник постоянного напряжения име1Г> ет в каждом плече диод 10, 11 и конденсаторь> удвоителя напряжения 12, 13, а также дополнительную обмотку 14 и

15 дросселя 2. В случае необходимости получения более высокого напряжения кратность умножения напряжения может

45 быть увеличена за счет дополнительных диодно-емкостных плеч. Основная обмотка дросселя 2 включена согласно с диодом 3, а дополнительные обмотки 14 и 15 встречно основной обмотке.

Устройство работает следующим образом.

Устройство питается от однофазной сети переменного тока. В- исходном со- 5 стоянии конденсаторы удвоителя напря>нения 12, 13 и зарядный конденсатор 4 заряжены до удвоенной амплитуды напряжения питающей сети. При поступлении управляющего импульса на тиристор 6, последний открывается и замыкает разрядную цепь, представляющую собой колебательный контур, состоящий из емкости конденсатора 4 и индуктивности первичной обмотки повышающего трансформатора 9. Ток обратного разряда конденсатора 4 проходит через диод 7, Тиристор 6, если ток, протекающий от конденсаторов удвоителя напряжения 12 и 13 к зарядному конденсатору 4, достаточно мал — запирается. Для выполнения этого условия реактивное сопротивление основной обмотки дросселя 3 в это время должно быть достаточно велико, При этом конденсаторы удвоителя напряжения 12 и 13 практически не разряжаются, что повышает КПД устройства. После окончания колебательного процесса в разрядной цепи конденсатор 4 заряжается через основную обмотку дросселя 2 и диод 3 от конденсаторов 12 и 13. Причем по мере разряда конденсаторов 12 и 13 начинает протекать ток подзаряда в одном из плеч удвоителя напряжения, находящемся в проводящем состоянии относительно питающего напряжения сети. Этот ток, протекая по дополнительной обмотке дросселя 14 или 15, включенной встречно с основной обмоткой, значительно уменьшает реактивное сопротивление дросселя, при этом ток заряда конденсатора 4 возрастает, что в свою очередь, еще увеличивает ток подзаряда в соответствующем плече удвоителя напряжения и т.д. За счет этого конденсатор 4 заряжается за сравнительно короткий промежуток времени, независимо от величины индуктивности .основной обмотки дросселя 2, и в следующий полупериод питающего. напряжения конденсатор 4 готов к работе.

Диод 3 препятствует возникновению колебаний напряжения в контуре, образованном конденсаторами удвоителя напряжения 12 и 13,основной обмоткой дросселя 2 и конденсатором 4..Так как устройство питается от сети переменного тока, то с целью получения неизменной величины напряжения на зарядном конденсаторе 4, а следовательно, неизменной величины напряжения поджигающих импульсов, при регулировании с помощью блока управления угла поджига в пределах полупериода сетевого напряжения, результирующая вели890565

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 11026/87 Тираж 892 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, чина емкости конденсаторов удвоителя напряжения 12 и 13 выбирается более чем в два раза больше емкости конденсатора 4. Величина соотношения указанных .емкостей зависит от величины 5 индуктивности,основной обмотки дросселя 2. Во время .заряда конденсатора 4 индуктивность основной обмотки дросселя 2 первоначально запасает энергию s виде магнитного поля, затем отдает эту -энергию в виде электрического поля заряда конденсатора 4.

После окончания заряда. конденсатор 4 ток подзаряда -конденсаторов удвоителя напряжения 12 и 13, протекающий че. рез одну из дополнительных обмоток дросселя 14 или 15, перемагничивает сердечник дросселя. Этим самым обес:печивается работа сердечника на линейном участке. кривой намагничивания, т.е. с максимальной величиной магнитной проницаемости и приращениямагнитной индукции, в связи с чем обеспечивается максимально возможное сопротивление дросселя 2 в момент колебательного процесса.в разрядной цепи конденсатора 4.и, соответственно, снижаются потери энергии с конденсаторов.удвоителя напряжения 12 и 13, а также .исключается. возможность не- 30 запирания. тиристора -после окончания разряда конденсатора 4.

Использование в качестве источника питания. постоянного напряжения диодно-емкостного-умножителя напряже- 33 . ния, в плечи которого включены дополнительные обмотки .дросселя встречно основной обмотке, в совокупности с условием, что результирующая. емкость включенных последовательно конденса- 40 торов умножителя напряжения-более чем в два раза больше емкости зарядного конденсатора, позволяет обеспечить неизменную величинн напряжения поджигающих импульсов при регулировании с помощью блока управления угла поджига в пределах полупериода сетевого напряжения, .т.е. расширить технологические возможности, а также повысить КПД и уменьшить габариты устройства при питании от сети перемен- . ного тока.

Устройство для возбуждения .и стабилизации дуги переменного-тока, содержащее источник питания постоянного напряжения, к выходу которого подключена зарядная цепочка из последовательно соединенных основной обмотки дросселя, диода и зарядного конденсатора, параллельно. которому через коммутатор, например, в виде управляемого тиристорного ключа, подсоединена первичная обмотка повышающего трансформатора,- вторичная обмотка которого служит выходом устройства,,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности возбуждения дуги путем стабилизации величины напряжения поджигающих импульсов, источник постоянного напряжения выполнен в виде диодно-емкостного умножителя напряжения, в каждое плечо которого включена дополнительная обмотка дросселя, встречно основной обмотке, причем емкость зарядного конденсатора составляет менее половины емкости конденсаторов умножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 561638, кл. В 23 К 9/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР и 344570, кл. H 03 K 3/53, 1970.