Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Совет сник

Социалистическик

Республик (6l ) Дополиительное к авт. свид-ву— (22) заявлено 31 . 03. 80 (2l ) 2901001/18-21 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 23. 12. 81. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12 .8 1 (51)M. Кл.

" 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР до делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 621 ° 373. .431(088.8) О.Г.Потанин, Э.Г.Милевич и В.С.Ков ьчук ( (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в каскадных генераторах высоковольтных импульсов.

Известно устройство для заряда

5 накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока, подключенный через вентильно-конденсаторный выпрямитель к накопительному конденсатору(1 .

Такое устройство обеспечивает малую величину пульсаций выходного напряжения, однако оно имеет сравнительно низкое максимальное значение заряд15 ного напряжения, максимальное значение которого всего лишь в два раза превосходит амплитудное значение линейного напряжения трехфазного источника питания. Завышенное количество полупроводниковых элементов, а именно, равное двенадцати, отрицательно сказывается на удельных энергетических показателях устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока, вентильна-конденсаторный каскадный выпрямитель-умножитель напряжения, состоя- ° щий из трех последовательно соединен-. ных каскадов, каждый из которых выполнен на двух соединенных последовательно конденсаторах и двух вентилях, один из которых своим катодом подключен к свободной обкладке одного конденсатора, другой своим анодом подключен к свободной обкладке другого конденсатора, при этом анод одного и катод другого вентилей первого каскада подключены к началу первой фазы трехфазного источника переменного тока, конец которой соединен с концом второй фазы, а к свободным обкладкам конденсаторов третьего каскада подсоединен накопительный конденсатор(23.

892674

Такое устройство имеет минимально возможное количество полупроводниковых элементов (шесть вентилей} и промежуточных емкостных накопителей (шесть промежуточных вольтодобавоч 5 ных конденсаторов), что обеспечивает достаточно хорошие удельные энергетические показатели.

Однако в известном устройстве недостаточно полно использованы возмож- 1О ности максимального значения зарядного напряжения на накопительном конденсаторе.

При наиболее выгодном для этого устройства соединении вторичных об15 моток в звезду накопительный конденсатор может быть заряжен только до напряжения 61 3 U>, где Ог- амплитудное значение фазного напряжения источника.

Это отрицательно сказывается на удельных энергетических показателях устройства, например, на величину энергии, запасаемой накопительным конденсатором за один цикл заряда, отнесенную к габаритной (типовой)

25 мощности трехфазного источника переменного тока.

Цель изобретения - увеличение максимального зарядного напряжения и улучшение удельных энергетических показателей устройства для заряда накопительного конденсатора.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для заряда накопительного конденсатора+содержащем трехфазный источник переменного тока, вентильно-конденсаторный каскадный выпрямитель-умножитель напряжения, состоящий из трех последовательно соединенных каскадов, каждый иэ 4О которых выполнен на двух соединенных последовательно конденсаторах и двух вентилях, один иэ которых своим катодом подключен к свободной обкладке одного конденсатора, 45 другой своим анодом подключен к свободной обкладке другого конденсатора, при этом анод одного и катод другого вентилей nepeoro каскада подключены к началу первой фазы трех- 50 фазного источника переменного тока

1 конец которой соединен с концом второй фазы, а к свободным обкладкам конденсаторов третьего каскада подсоединен накопительный конден- ss сатор, начало второй фазы соединено с концом третьей фазы, к началу которой подключены точки соединения конденсаторов первого и третьего каскадов, а точки соединения конденсаторов второго каскада подключены к точкам соединения вентилей первого каскада.

Такое схемное решение позволяет увеличить максимальное зарядное напряжение, которое в двенадцать раз превышает амплитудное значение фазного напряжения трехфазного источника переменного тока. Это позволяет увеличить количество электрической энергии, запасаемой накопительным конденсатором за один цикл заряда, отнесенное к габаритной мощности трехфазного источника переменного тока, что также благоприятно сказывается на удельных энергетических показателях устройства в целом.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для заряда накопительного конденсатора, Устройство содержит трехфазный источник переменного тока с шестью фазными выходными выводами 1-6, шесть последовательно соединенных между собой вентилей 7- 12, шесть конденсаторов 13- 18, образующих три цепочки, каждая из которых выполнена на двух конденсаторах, соединенных последо" вательно, цепочка из конденсаторов

15 и 16 включена между катодом вентиля 10 и анодом вентиля 9 и образуют первый каскад умножения напряжения, цепочка из конденсаторов 14 и

l7 - между катодом вентиля 11 и анодом вентиля 8, образующих второй каскад, а цепочка из конденсаторов

13 и 18 подключена к катоду вентиля 12 и аноду вентиля 7,образующих третий каскад, к которому подключены накопительный конденсатор 19 и блок 20 контроля напряжения и управления ключом 21.

Блок 20 обеспечивает контроль напряжения на накопительном конденсаторе 19 и регулировку требуемой величины импульса разрядного тока на нагрузку на счет изменения момента замыкания ключа 21 в течение цикла заряда. Чем раньше от начала цикла заряда замыкается ключ 21, тем до меньшей величины заряжается накопительный конденсатор 19, и тем меньше будет величина разрядного импульса тока на нагрузку, Устройство работает следующим образом .

5 8926

За один цикл заряда накопительно- го конденсатора конденсаторы каждого каскада заряжаются до строго определенного уровня напряжения. При этом будем условно считать, что в положительный полупериод изменения мгновенного значения суммарного напря1жения потенциал вывода 6 выше потенциала вывода 1. В этом случае в первый полупериод конденсатор 1 заряжается до амплитудного значения суммарного напряжения, равного 2Ем,.

В отрицательный (второй) полупериод, при котором потенциал вывода 1 вы" ше потенциала вывода 6, конденса15 тор 16 заряжается также до амплитудного значения суммарного напряжения.

В следующие полупериоды каждый из конденсаторов 14 и 17 заряжается до напряжения, равного 4ЕтФ, а каждый . 29 из конденсаторов 13 и 18 заряжается до величины напряжения, равного 6Е <+

Конденсаторы каждого предыдущего каскада, являясь вольтодобавочными, обес- . печивают возможность заряда конденса- 2З торов следующего каскада до более высокого уровня напряжения. Например., конденсатор 13 в положительный полупериод изменения мгновенного значения суммарного напряжения заряжает- зо ся по цепи: вывод 6, конденсатор 14, вентиль 12, конденсатор 13, вывод 1.

Таким образом, предлагаемое устройство для заряда накопительного конденсатора обеспечивает увеличение максимального зарядного напряжения до 12Е при одновременном сохранении массы и габаритов устройства, что позволяет улучшить его энергетические показатели удельно, например, 4> увеличить количество электрической энергии, запасаемой накопительным конденсатором за один цикл заряда, отнесенное к габаритной мощности трехфазного источника переменного 4> тока, что также благоприятно сказывается на удельных энергетических показателях устройства в целом.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехФазный источник переменного тока, вентильно-конденсаторный каскадный выпрямитель-умножитель напряжения, состоящий из трех последовательно соединенных каскадов, каждый из которых выполнен на двух соединенных последовательно конденсаторах и двух вентилях, один из которых своим катодом подключен к свободной обкладке одного конденсатора, другой своим анодом подключен к свободной обкладке другого конденсатора, при этом

:анод одного и катод другого венти .лей первого каскада подключены к началу первой фазы. трехфазного источника переменного тока, конец которой соединен с концом второй Фазы, а к свободным обкладкам конденсаторов третьего каскада подсоединен накопительный конденсатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения максимального зарядного напряжения и улучшения удельных энергетических показателей, начало второй

Фазы, соединено с концом третьей Фазы, к началу которой подключены точки соединения конденсаторов первого и третьего каскадов, а точки соединения конденсаторов второго каскада подключены к точкам соединения вентилей первого каскада.

Источ аки информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 506103 кл. Н 02 И 7/19, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2627831/18-21, кл. Н 03 K 3/53, 17 01.79, (прототип).

892674

Составитель В.Чорба

Техред С. Мигунова Корректор Л.Шеньо

Редактор В.Лазаренко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. (1р«екгнчя, 4

Заказ 11281/83 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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