Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (n> 9 l 1690 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150480 (21) 2928440/18-21 (М}М Кл з

Н 03 К 3/53 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет Опубликовано 070382; Бюллетень Но 9 (%3} УДК бг1.373.. 431 (088. 8) Дата опубликования описания 070382 (72) Авторы изобретен и я

В.К. Быстров и А.Г. Николаев (71) Заявитель, (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Устройство предназначено для эа- в ряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, используемого в системах питания устройств электроэрозионной обработки металлов, оптических квантовых генераторов и других импульсных потребителей электрической энергии.

Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный -источник переменного тока с фаэными-обмотками, соединенными по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель, выполненный на диодах, между лучами звезды источника и входными клеммами выпрямителя включены промежуточные накопительные конденсаторы, основной накопительный конденсатор подключен к.выходным клеммам мостового выпрямителя, а вывод нейтрали звезды фазных обмоток через управляеьий ключ соединен с отрицательной выходной клеммой (1).

Недостаток данного устройства— невысокая величина выходного напряжения, .которое только лишь в два

Раз а превышает фаз ное напряжение источника. Это приводит к завышенным массо-габаритным показ ател ям устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель, состоящий нз трех вентильных ячеек о два вентиля в каждой, положительную и отрицательную выходные клеммы, три промежуточных накопительных конденсатора, основной накопительный конденсатор, 15 управляющий ключ и блок контроля напряжения и управления, информационный выход которого подключен. ко входу управляющего ключа, причем вентили первой и второй ячеек мостового выпрямителя соединены последовательно-согласно и точки соединения вентилей этих ячеек через первый промежуточный накопительный конденсатор соединены с первой фаэной об25 моткой, вентили третьей ячейки подключены анодами к нейтрали звезды источника, катоды этих вентилей через второй и третий промежуточные накопительные конденсаторы подключены ко второй и третьей фаэным обv,.ткам и к катодам вентилей первой и второй вентильных ячеек соответ<твенно (2).

Однако это устройство имеет сравнительно невысокую величину выходного напряжения на накопительном 5 конденсаторе, которое только в 4, 4 раз а превышает амплитудное з н аченне фазного напряжения источника.

11ель изобретения — увеличение выходного напряжения и улучшение мас- 10 со-габаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем трехфазный. источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными 15 по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель, состоящий из трех вентильных ячеек по два вентиля в каждой, положительную и отрицательную выходные клеммы, три промежуточных накопительных конденсатора, основной накопительный конденсатор, управляющий ключ и блок контроля напряжения и управления, информационный выход которого подключен ко входу управляющего ключа, причем вентили первой и второй ячеек мостового выпрямителя соединены последовательно-согласно и точки соединения вентилей этих ячеек через первый промежуточный накопительный конденсатор соединены с первой фазной обмоткой, вентили третьей ячейки подключены анодами к нейтрали звезды источника, катоды этих вентилей через второй и третий промежуточные накопительные конденсаторы подключены ко второй и третьей фазным обмоткам и к катодам вентилей первой и второй вентильных ячеек соответственно, основной накопительный 40 конденсатор выполнен в виде двух секций, а вентили анодной группы первой и второй вентильных ячеек выполнены управляемыми, каждая сек— ция основного накопительного кон- 45 денсатора подключена одной обкладкой к аноду управляемого вентиля, а другой — к катоду сОответствующего вентиля третьей ячейки, положительная выходная клемма подключена к ка. — 5д тоду одного из вентилей третьей ячейки, при этом катод другого вентиля третьей ячейки через управляющий ключ подсоединен к аноду управляемого вентиля, соединенного через секцию основного накопительного конденсатора с положительной выходной клеммой, отрицателbHая выходная клемма подключена к катоду другого управляемого вентиля, а блок контроля напряжения и у правле ни я подключен параллельно одной из секций основного накопительного конденсатора.

Такое зарядное устройство позволяет не изменяя масс. У<-.<:р .й<-.тва за- 65

Ряжать накопительный конденсатор до. более высокого напряжения, которое в 8,8 раза превышает амплитудное значение фазного напряжения источника питания. Увеличение напряжения зарядного устройства в два раза по сравнению с известным обеспечивает увеличение в четыре раза энергии, эапасаемой в накопительном конденсаторе.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трехфазный источник переменного тока с фазными обмотками 1, 2 и 3, соединенными по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель состоящий из вентилей

4-9, при этом вентили 5 и 7 выполнены управляемыми, три промежуточных

I накопительных конденсатора 10,11 и

12, подключенные к фазным обмоткам и вентилям мостового выпрямителя, основной накопительный конденсатор, выполненный в виде двух секций 13 и 14, включенных между катодами вентилей 8 и 9, и анодами управляемых вентилей 5 и 7, положительную 15 и отрицательную 16 выходные клеммы, подключенные соответственно к катоду вентиля и аноду управляемого вентиля 7, управляющий ключ 17 и блок 18 контроля напряжения и управления, подключенный своим информационным выходом к управляющему входу управляющеro ключа.

При рассмотрении работы устройства в ходе заряда накопительных конденсаторов в целях упрощения будем считать, что эти конденсаторы заряжены полностью и на процессы в устройстве не влияют ° Кроме того, в рассматриваемые моменты времени управляющий ключ 17 разомкнут ° Если принять, что в некоторый момент времени линейное напряжение фазных обмоток 1 и 2 равно нулю, а напряжение фазной обмотки 2 отрицательно, то за время, пропорциональное 90 эл.град, через вентиль 4 до линейного напряжения Ут„ заряжается промежуточный накопительный конденсатор 10, а спустя 120 эл.град. до амплитудного значения напряжения U + фазной обмотки 2 через вентиль 8 заряжается промежуточный накопительный конденсатор

11. Через 270 эл.град. линейное напряжение фазных обмоток 1 и 2 изменяется на противоположное по знаку и суммируется с напряжением промежуточных накопительных конденсаторов

10 и 11, т .е. суммарная максимальная величина напряжения этой цепи составляет 2U «+ U>+ = 4,4 13тф.

До этого уровня напряжения заряжается через открытый вентиль 5 секция 13 основного накопительного конденсатора.

9 1 )690

Сну<:тя 210:)3l .. ::л. через вентиль 6 до линейного напряжения фазных обмоток 1, 2 и 3 заряжается промежуточный накопительный конденсатор

10, а спустя 360 эл. град. до амплитудного значения напряжения фазной обмотки 3 через вентиль 9 заряжается промежуточный накопительный конденсатор 12. Через 390 эл.град. знак линейного напряжения фазных обмоток 1 и 3 изменяется на противоположный и оно суммируется с напряжением промежуточных накопительных конденсаторов 10 и 12. Максимальная величина напряжения этой цепи

2Птд + Птф = 4,4ПтФ. Именно до этого суммарного значения напряжения заряжается через открытый вентиль 7 секция 14 основного накопительного кон де н с ат ора.

При подключении к выходным клеммам устройства полностью разряженных секций 13 и 14 основного накопительного конденсатора и открытых вентилях 5 и 7, отпирающий сигнал на которые подается с блока контроля напряжения и управления, .промежуточные накопительные конденсаторы 10, 11 и 12 отдают энергию, запасенную ими ранее от трехфазного источника переменного тока.

При этом секции 13 и 14 основного накопительного конденсатора оказываются соединенными последовательно и.к клеммам 15 и 16 прикладывается суммарное напряжение секций основного накопительного конденсатора, т.е. напряжение в 8,8 раза превышающее фазное напряжение источника.

Формул а и з обр ет ени я

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазные источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель, состоящий из трех вентильных ячеек по два вентиля в каждой, положительную и отрицательную выходные клеммы, три промежуточных накопительных конденсатора, основной накопительный конденсатор, управляющий ключ и блок контроля напряжения и управления, информационный выход которого подключен ко входу управляющего ключа;причем вентили первой и второй ячеек мостового выпрямителя соединены последовательносогласно и точки соединения вентилей этих ячеек через первый промежуточный накОпительный конденсатор соединены с первой фаэной обмоткой, 0 вентили третьей ячейки подключены анодами к нейтрали звезды источннка, катоды этих вентилей через второй и третий промежуточные накопительные конденсаторы подключены ко второй и третьей фазным обмоткам и к катодам вентилей первой и второй вентильных ячеек соответственно, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения выходного напряжения и улучшения

20 массо-габаритных показателей, основной накопительный конденсатор выполнен в виде двух секций, а вентили анодной группы первой и второй вентильных .ячеек выполнены управ25 ляемыми, каждая секция основного накопительного конденсатора подключена одной обкладкой к аноду управляемого вентиля, а другой — к катоду соответствующего вентиля третьей ячейки, полОжительная выходная клемма подключена к катоду одного из вентилей третьей ячейки, при этом катод другого вентиля через управуправляющий ключ подсоединен к аноду

35 управляемого вентиля, соединенного через секцию основного накопительного конденсатора с положительной выходной клеммой, отрицательная выходная клемма подключена к катоду другого управляемого вентиля, а блок контроля напряжения и управления подключен параллельно одной из сек:,ий основного накопительного конденсатора.

Источники информации, 45 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 684723, кл. Н 03 К 3/53, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2681614/18-21, кл. Н 03 К 3/53, 1979.

Составитель В.:Чорба

Редактор Л. Горбунова Техред А. Бабинец КорректорА. Ференц

Заказ 1147/49 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП П«.ент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4