Устройство для заряда емкостных накопителей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

>»> 1

К АВТОВС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Sl ) Дополнмтельное w авт. саид-ву N 790133 (22)Заявлено 23. 06. 78 (21) 2633349/18-21 (5 l ) М. Кл. с присоединением заявки №

Н 03 К 3/53

9мударстеанныб к1е1нтнт

СССР ле двлак нзобретеннй

N вткрытн11 (23) Приоритет (53) УДК 621 316. . 72 (083. 8) Опубликовамо 15.04.82. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания .16. 04. 82

* .>, %1»1

Новикова (72) Авторы изобретения

Г.Л. Бенедиктов, В.И. Королев и Н,И,;;"1

Ленинградский ордена Ленина электр им. В.И. Ульянова (Ленина) 1 .,г нический инстйтут (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ЕИКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к электро.технике, в частности ко вторичным источникам, и может быть использовано для питания импульсных оптических квантовых генераторов и импульсных радиотехнических установок.

Известно устройство для заряда емкостных накопителей, в котором используются индуктивно-емкостные преобразователи 111

Недостатками устройства являются плохое использование трансформатора, низкий коэффициент мощности и большая установленная мощность оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для заряда емкостных накопителей, по авт. св. N 790133» содержащее два мостовых выпрямителя, подсоединенных входными диагоналями к сети переменного тока через согласующие трансформаторы и токоограничивающий реактор, зарядный дроссель включенный последовательно с входными диагоналями мостовых выпрямителей, и обходной вентиль, подключенный параллельно выходной диагонали одного из мостовых выпрямителей к зарядному дросселю, и емкостной накопитель; зарядный дрос- . сель включен между выходными,диагоналями мостовых выпрямителей, параллельно выходной диагонали второго мостового выпрямителя и зарядному дросселю подключен дополнительно введенный второй обходной вентиль, а емкостной накопитель подключен между положительным выводом выходной

1S

4 диагонали первого мостового выпрямителя и отрицательным выводом выходной диагонали второго мостового выпрямителя 1.21.

lO

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы иэза значительных колебаний мощности, передаваемой от выпрямителей к накопителям.

92105

3

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем снижения колебаний мощности.

Для достижения этой цели между выводами мостовых выпрямителей включены последовательно первый дополнительный управляемый вентиль и дополнительный накопитель, параллельно им и последовательно между собой включены дополнительные первый неуправляемый вентиль, разрядный дроссель и второй неуправляемый вентиль, один из выводов которого подключен к точке соединения первого дополнительного управляемого вентиля и дополнительного накопителя, а последовательно с основным накопителем и одним из выходов мостовых выпрямителей включен второй дополнительный управляемый вентиль. 2О

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 показаны временные диаграммы тока и напряжения на накопителе. 25

Устройство для заряда емкостных накопителей содержит мостовые выпрямители l и 2, которые своими положительными выводами подсоединены соответственно к катоду и аноду обход- 5О ного вентиля 3, а отрицательными выводами - соответственно к катоду и аноду второго обходного вентиля

4. Зарядный дроссель 5 соединен последовательно с выпрямителями

1 и 2. Трансформаторы 6 и 7 выпрямителей 1 и 2 через токоограничивающий реактор 8 имеют вывод для подключения источника питания переменного тока. Емкостные накопители

9 подключены к выпрямителям 1 и 2 через управляемый вентиль 10. Дополнительный емкостной накопитель 11 подключен к выпрямителям 1 и 2 через второй управляемый вентиль 12. К выводам дополнительного емкостного накопителя 11 подключен неуправляемый вентиль 13. К выводам управляемого вентиля 12 подключен через вентиль !

4 аз я ный оссель 1 р РА яр 5

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: кривая 16 - временная диаграмма тока заряда основных накопителей 9, кривая 17- - временная диаграмма напряжения на основных накопителях 55

9, кривая 18 - временная диаграмма тока заряда и разряда дополнительного накопителя 11, кривая 19 - временная диаграмма напряжения на дополнительном накопителе 11.

Устройство для заряда емкостных накопителей работает следующим образом.

При работе емкостные накопители

9 периодически разряжаются на нагрузку. В начале очередного цикла заряда или при пуске схемы ток в зарядном дросселе 5 либо равен нулю, либо имеет величину, которая много меньше тока короткого замыкания выпрямителей 1 и 2, поэтому выпрямители 1 и

2 через обходные вентили 3 и 4 работают параллельно на емкостные накопители 9. Ток заряда определяется величиной индуктивного сопротивления реактора 8, через который на выпрямители 1 и 2 подается .питание от сети переменного тока, и величиной напряжения на накопителях 9. При увеличении напряжения на накопителях 9 их токи, токи выпрямителей 1 и 2 и токи вентилей 3 и 4 уменьшаются, а ток зарядного дросселя 5, который через открытые вентили 3, 4 и 10 подключен параллельно накопителям, увеличивается. Как только нарастающий ток дросселя 5 сравнивается с убывающими токами выпрямителей 1 и 2, токи обходных вентилей 3 и 4 становятся равными нулю, и вентили

3, 4 закрываются. Выпрямители 1 и 2 подключаются последовательно через зарядный дроссель 5 на, емкостные накопители 9, через которые в момент переключения протекают равные токи.

Параллельное соединение выпрямителей

l и 2 заменяется последовательным.

Момент переключения схемы определяется величиной индуктивности зарядного дросселя 5, величиной реактивного сопротивления реактора 8 и величиной емкости накопителей 9. После переключения схемы процесс заряда накопителей 9 продолжается, и в конце цикла заряда накопители 9 заряжаютсе до напряжения, близкого по величине к напряжению холостого хода двух последовательно включенных выпрямителей l и 2. При заряде основных накопителей 9 до заданного значения напряжения подается сигнал на включение управляемого вентиля 12. Подключение дополнительного накопителя 1! через вентиль 12 к выпрямителям и

2 обеспечивает отключение управляемоФ го вентиля 10 и переключение выпря5 9210 мителей 1 и 2 в параллельную схему.

После отключения управляемого венти-. ля 10 и восстановления его управляю1цих свойств производится разряд емкостных накопителей 9 на нагрузку. Время отключенного состояния управляемого вентиля 10 определяется временем восстановления управляющих свойств управляемого вентиля 10, временем разряда накопителей 9 на 10 нагрузку и временем восстановления управляющих свойств коммутирующих приборов, через которые накопители

9 разряжаются на нагрузку. В течение этого времени выпрямители 1 и 2 рабо- 1$ тают на дополнительный накопитель

L1, который заряжается до напряжения, превосходящего остаточное напряжение на основных накопителях 9 после разряда на нагрузку. Это обеспечивает 2о надежное включение управляемого вентиля 10 при подаче сигнала управления и отключения вентиля 12. После включения управляемого вентиля 10 дополнительный накопитель 11 разря- 2s жается через разрядный дроссель 15, вентиль 14 и управляемый вентиль 10 на основные накопители 9. Разрядный дроссель 15 обеспечивает колебательны характер разряда и ограничивает зф скорость нарастания тока в вентиле

10. После разряда дополнительного накопителя 11 до напряжения, равного нулю, включается вентиль 13, который обеспечивает отвод энергии от разрядного дросселя 15 и препятствует переэаряду дополнительного накопителя 11.

Введение в схему зарядного устройства управляемых вентилей 10 и 12 ао обеспечивает надежную работу дуговых импульсных приборов, которые питаются от емкостных накопителей 9.

Изобретение позволяет работать при более высокой частоте разрядов, при этом импульсные токи в периоды разряда и восстановления сопротивления дуговых приборов после разряда имеют величины, сравнимые с

% начальным значением тока заряда накопителей. Во время разряда накопителей и во время восстановления управляющих свойств импульсных комму-, тирующих приборов мостовые выпрямители 1 и 2 отключены от накопителей

54 6

9. Введение в схему дополнительного накопителя 1! обеспечивает загруз" ку выпрямителей 1 и 2 во время разряда основных накопителей 9, тем самым уменьшает колебания мощности, потребляемой иэ сети переменного тока. Так как емкость дополнительного накопителя 11 меньше емкости основного накопителя 9, то напряжение на нем увеличивается быстро, что позволяет приблизить мощность потребления от сети к среднему значению.

Введение разрядного дросселя 15 и вентилей 13 и 14 обеспечивает ис" пользование энергии, накопленной в дополнительном накопителе 11, для увеличения скорости заряда основных накопителей при малых напряжениях, что приводит к снижению колебания мощности, потребляемой от сети, и повышению надежности работы устройства.

Формула изобретения свидетельство СССР

03 К.З/53, 1977» свидетельство CCCP

03 K 3/53 1971

1. Авторское

М 565388, кл. Н

2. Авторское

И 790133, кл. Н (прототип).

Устройство для заряда емкостных накопителей по авт. св. И 790133, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе путем снижения колебаний мощности, между выводами выпрямителей включены последовательно первый дополнительный управляемый вентиль и дополнительный накопитель, параллельно им и последовательно между собой включены дополнительные первый неуправляемый вентиль, разрядный дроссель и второй неуправляемый вентиль, один из выводов которого подключен к точке соединения первого дополнительного управляемого вентиля и дополнительного накопителя, а последовательно с основным накопителем и одным иэ выходов выпрямителей включен второй дополнительный управляемый вентиль.

Источники инФормации, принятые 1во внимание при экспертизе