Генератор импульсов тока

 

1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОК содержащий источник постоянного напряжения , электромагнит с обмоткой возбуждения, выводы которой подключены к двум смежным плечам моста, образованным основными и коммутирующими тиристорами, к двум другим смежным плечам моста прдсоединена накопительная конденсаторная батарея, а также коммутируюп; ИБЛйо - щие конденсаторы и диоды, отличающийся тем,.что, с целью повьшения надежности, увеличения частоты следования и упрощения, коммутирующие конденсаторы включены параллельно коммутирующим диодам, включенным последовательно и согласно с коммутирующими тиристорами, а параллельно обмотке возбуждения электромагнита подключены последовательно соединенные тиристор ввода и зарядный дроссель, причем анод тиристора ввода подключен к точке соединения одного из концов обмотки возбуждения электромагнита, анода основного тиристора и анода коммутирующего диода. 2. Генератор по п.1, о т л.и чающийся тем, что источник постоянного напряжения подключен через дополнительный тиристор ввода к точкам соединения коммутирующих тиристоров с коммутирующими диодами.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1.2 ч :h (21) 2911199/18-21 (22) 23.04.80 (46) 30.06.85. Бюл. Ф 24 (72) Ю.А.Отрубянников и А.С.Сафронов (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии (53) 621.384,6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 171943, кл. Н 05 С, 1963. 2. Авторское свидетельство СССР.

Р 435602, кл. Н 03 К 1/16, 1974. (54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий источник постоянного .напряжения, электромагнит с обмоткой возбуждения, выводы которой подключены к двум смежным плечам моста, образованным основными и коммутирующими тиристорами, к двум другим смежным плечам моста подсоедине на накопительная конденсаторная батарея, а также коммутируюy 1) Н 03 К 1/16; Н 03 К 3/02 щие конденсаторы и диоды, о т л ич а ю шийся тем,.что, с целью повьипения надежности, увеличения частоты следования и упрощения, коммутирующие конденсаторы включены параллельно коммутирующим диодам, включенным последовательно и согласНо с коммутирующими тиристорами, а параллельно обмотке возбуждения электромагнита подключены последовательно соединенные тиристор ввода н зарядный дроссель, причем анод тиристора ввода подключен к точке соединения одного из концов обмотки возбуждения. электромагнита, анода Я основного тиристора и анода коммутирующего диода.

2. Генератор по п.1; о т.л.ич а ю шийся тем, что источник ,постоянного напряжения подключен B через дополнительный тиристор вво да к точкам соединения коммутирующих тиристоров с коммутирующими диодами.

919569

Изобретение относится к импульсной технике. Генератор может быть использован для формирования квазитреугольных импульсов тока в индуктивных нагрузках, например электромагнитных индукционнйх ускорителей заряженных частиц.

Известен генератор импульсов тока; формирующий квазитреугольные импульсы тока в индуктивных нагруз- 10 ках P) ..

Основным элементом, с помощью ко.торого осуществляется искусственная коммутация, является коммутирующий.

:конденсатор, предварительно. заряжен- 15 ный до максимального напряжения кон;тура и в необходимый момент времени . подключаемый с помощью тиристора . коммутации параллельно силовому тиристору контура, вызывая.его запира ние. Кроме этого, для перезаряда коммутирующего конденсатора необходимы дополнительные вентили и дроссели. В схеме генератора коммутирующие конденсаторы перезаряжаются в 25 промежутках между импульсами через вентили и дроссели.

В устройстве 2 (прототип) накопительная конденсаторная батарея подключена к электромагниту через вентильный коммутирующий узел, представляющий мост из управляемых и неуправляемых вентилей, с устройством коммутации.

Устройство коммутации содержит последовательную цепочку из дросселя и диода, которая подключена первым выводом к катоду тиристора коммутации и через коммутирующий конденсатор к точке соединения катода основного тиристора с началом обмотки электромагнита, а вторым — к аноду

40 другого тиристора коммутации и через другой коммутирующий конденсатор к точке соединения другого основного тиристора с концом обмотки электромагнита. В этом устройстве коммути45 рующие конденсаторы перезаряжаются через дроссель и диод в процессе генерирования импульсов.

Недостатком данного генератора 50 является двуполярный режим работы коммутирующих конденсаторов, . что приводит к уменьшению надежности всего устройства в целом, так как долговечность конденсаторов, ра- 55 ботающих в двуполярном режиме, меньше, чем у конденсаторов, работающих в однополярном режиме. Кроме этого, генератор имеет относительно низкую частоту следования импульсов тока при сложной системе ввода энергии источника постоянного напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности генератора, увеличение частоты следования и упрощение генератора импульсов тока.

Цель достигается тем, что в генераторе импульсов тока, содержащем источник постоянного напряжения, электромагнит с обмоткой возбуждения выводы которой подключены к смежным плечам моста, образованных основными и коммутирующими тйристорами, к другим смежным плечам моста подсоединена накопительная конденсаторная батарея, коммутирующие диоды и коммутирующие конденсаторы, коммутирующие конденсаторы включены параллельно коммутирующим диодам, включенным цоследовательно и согласно с коммутирующими тиристорами, параллельно обмотке возбуждения электромагнита подключены последовательно включенные тиристоры ввода и зарядный дроссель, причем анод тиристора ввода подключен к точке соединения одного из концов обмотки возбуждения электромагнита, анода основного тиристора и анода коммутирующего диода. Источник постоянного напряжения подключен через дополнительный тиристор ввода к точкам соединения коммутирующих тиристоров с коммутирующими диодами.

На фиг.1 представлена принципиальная схема генератора импульсов тока на фиг.2 — эпюры напряжений и токов на элементах генератора.

Генератор импульсов тока содержит накопительную конденсаторную батарею 1, электромагнит 2 с обмоткой возбуждения, первый и второй основные тиристоры 3 и 4, первый коммутирующий тиристор 5, первый,коммутирующий конденсатор 6, первый диод 7, второй коммутирующий тиристор 8, второй коммутирующий конденсатор 9, второй диод 10, источник 11 постоянного напряжения, тиристор 12 ввода, дополнительный тиристор 13 ввода, зарядный дроссель 14. На фиг. 2 позиция 15 — ток в обмотке электромагнита, 16 — напряжение на обмотке электромагнита, 17 — напряжение на накопительной конденсаторной батарее, 18 — напряжение на первом коммутирующем конденсаторе, 19 — напряжение на втором коммутирующем конденсаторе.

9195

В исходном состоянии накопительная конденсаторная батарея 1 и коммутирующие конденсаторы 6 и 9 заряжены до требуемого напряжения с полярностью, указанной на фиг.1. С приходом управляющих импульсов (момент времени на фиг.2) на основные тиристоры 3 и 4 начинается колебательный разряд накопительной конденсаторной батареи на обмотку возбуж- 1О дения электромагнита. При этом форми-. руется фронт импульса тока. В момент времени „ (см. фиг.2) поступает запускающий импульс на первый коммутирующий тиристор 5 и он откры- 15 вается, так как напряжение на коммутирующем конденсаторе в это время больше, чем напряжение на накопительной конденсаторной батарее. С этого момента времени к основному тиристору 4 прикладывается обратное напряжение. Ток обмотки электромагнита 2 с момента времени t,,„ (см.фиг.2) протекает по следующему моменту: обмотка электромагнита 2 — коммутирую- 2s щий конденсатор 6 — коммутирующий тиристор 5 — основной тиристор 3 — обмотка . электромагнита .2. Основной тиристор 4 обесточивается и под действием обратного напряжения выключа- Зб ется. Ток обмотки электромагнита, протекая через коммутирующий конденсатор, разряжает его. В момент. времени (см. фиг.2) после выключения основного тиристора 4 поступа35 ет запускающий импульс на второй коммутирующий 8 тиристор. Напряжение . второго коммутирующего конденсатора 9 прикладывается.в обратном направлении к основному тиристору 3.

Ток обмотки электромагнита 2 с это,го момента времени протекает по сле- дующему контуру: обмотка электромагнита 2 - коммутирующий конденсатор (69 4

6 — коммутирующий тиристор 5 - накопительная конденсаторная батарея 1тиристор 8 — коммутирующий конденсатор 9 — обмотка электромагнита 2.

Основной тнристор 3 обесточивается .. и под действием обратного напряжения выключается. При разряде коммутирующих конденсаторов до нулевого напряжения открываются диоды 7 и 10 и шунтируют коммутирующие конденсаторы, исключая их переэаряд. С мо- мента времени по + энергия магнитного поля обмотки электромагнита переходит в накопительную конденсаторную батарею 1. В это время форми руется срез импульса тока 15 (фиг.2).

Время заряда коммутирующих конденсаторов через обмотку электромагнита. сравнимо с длительностью импульса тока. Это приводит к ограничению предельной частоты следования им-. пульсов тока, так как заряд коммутирующих конденсаторов происходит через достаточно большую индуктивность электромагнита 2. Для уменьшения времени заряда (соответственно увеличению частоты следования импульсов тока) коммутирующих конденсаторов введены зарядный дроссель 14 и тиркстор

12 ввода. В паузе между импульсами тока поступают запускающие импульсы на тнристор 12 ввода и дополнитель-, ный тиристор ввода 13 и коммутирую« щие конденсаторы 6 и 9 заряжаются через параллельно включенные обмотку электромагнита 2 и зарядный дроссель 14 от источника постоянного напряжения,11.

Таким образом, описанный генера-. тор импульсов тока по сравнению с известными более надежен в работе, имеет увеличенную частоту следования импульсов тока и более простую схему ввода энергии..919569

Фиг. 2

Редактор О.Юркова Техред Л.Микеш Корректор А.Обручар

Заказ 4497/3 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4