Генератор импульсов тока

 

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий зарядное устройство, трансформатор с основными и вспомогательными обмотками, конденсаторы, диоды, дроссели, первый и второй основные тиристоры, включенные последовательно и в прямом направлении по отношению к зарядному устройству, к точке соединения которых подключены катод первого вспомогательного тиристора , анод второго вспомогательного тиристора и обкладка первого конденсатора , причем анод первого вспомогательного тиристора соединен с обкладкой второго конденсатора и через основную обмотку трансформатора с катодом второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьего конденсатора, к среднему выводу основной обмотки подключена вторая обкладка первого конденсатора, a вторая обкладка второго кондехсатора через первую вспомогательную обмотку соединена с анодом первого основного тиристора, a вторая обкладка третьего конденсатора через вторую вспомогательную обмотку соединена с катодом второго основного тиристора , катод первого диода соединен с положительным выводом зарядного устройства, анод второго диода соединен с отрицательным выводом зарядно i го.устройстваi отличающийс я тем, что,с целью повышения КПД (Л С и снижения габаритов,катод первого диода соединен с второй обкладкой второго конденсатора, анод первого диода через первый дроссель сое- g динен с первой обкладкой второго конденсатора , анод второго диода соединен с второй обкладкой третьего конденсатора , катод второго диода через второй дроссель соединен с первой 00 обкладкой третьего конденсатора, приtc чем оба дросселя.магнитно связаны с выходной обмоткой.

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока, а более конкретно к генераторам Mdiv« специальной, например, квазитреугольной

5 формы,и предназначен для питания обмоток,создающих магнитные поля,в частности для питания индукторов установок индукционного нагрева и питания двигателей возвратно-поступательногО движения. 1О

Известен генератор импульсов

: тока, используемый в электротехнических устройствах для создания импульсных магнитных полей. Генератор импульсов тока содержит зарядное устройство и мостовые схемы, в плечи которых включены рабочие и вспомогательные тиристоры, диоды, коммутирующие индуктивности и конденсаторы, во входную диагональ мостовой схемы включен накопительный конденсатор, подключенный к источнику постоянного тока, а в выходную диагональ мостовой схемы включена нагрузка. формирование импульсов тока необходимой формы производится за счет принудительного выключения основных тиристоров при включении вспомогательных тиристоров j1 ).

Недостатком этого генератора является низкий КПД.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и характеру протекания электромагнитных процессов является генератор импульсов тока, содержащий зарядное устройство, ÇS трансформатор с основными и вспомо гательными обмотками, конденсаторы, диоды, дроссели, первый и второй основные тиристоры, включенные по- . следовательно и в прямом направле- 40

< нии по отношению к зарядному устройству, к точке соединения которых подключены катод первого вспомогательноного тиристора, анод второго вспомогательного тиристора и обкладка 45 первого конденсатора, причем ано 1 первого вспомогательного тиристора соединен с обкладкой второго конденсатора и через основную обмотку тран форматора, имеющую средний вывод, с катодом второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьего конденсатора,к среднему выводу основной обмотки .и< дключена вторая обкладка первого конденсатора,а вторая обкладка второго конденсатора через первую вспомога- 55 тельную обмотку соединена с анодом первого основного тиристора, а вторая .обкладка третьего конденсатора через

1018201

2 вторую вспомогательную обмотку соединена с катодом второго основного тиристора, при этом катод первого диода соедияен с положительным выводом зарядного устройства, а анод второго диода соединен с отрицательным выводом зарядного устройства f2 ).

Известный генератор импульсов тока содержит большое число конденсаторов и, как следствие, имеет большую стоимость и габариты. Кроме того. ток пЬдпитки протекает через дроссели, что ведет к дополнительным потерям энергии и, следовательно, уменьшает КПД генератора. Также уменьшает КПД рекуперация энергии не в накопительный конденсатор, а во вспомогательный, после чего она возвращается через дроссели,а это сопровождается дополнительными потеоями.

Цель изобретения - повышение,КПД и снижение габаритов генератора.

Поставленная цель достигается.тем, что в генераторе импульсов тока, содержащем зарядное устройство, трансформатор с основными и вспомогательными обмотками, конденсаторы, диоды, дроссели, первый и второй основные тиристоры, включенные последовательно и в прямом направлении по отношению к зарядному устройству, к точке соединения которых подключены катод первого вспомогательногд тиристора, анод второго вспомогательного тиристора и обкладка первого конденсатора, причем анод первого вспо. могательного тиристора соединен с обкладкой второго конденсатора и через основную обмотку трансформатора с катодом второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьего конденсатора, к среднему выводу основной обмотки подключена вторая обкладка первого конденсатора, а вторая обкладка второго конденсатора через первую вспомогательную обмотку трансформатора соединена с анодом первого основного тиристора, а вторая обкладка третьего конденсатора через вторую вспомогательную обмотку соединена с катодом второго основного тиристора, при этом катод первого диода соединен с положительным выводом зарядного устройства, анод второго диода соединен с отрицательным выводом зарядного устройства,катод первого диода соединен с второй обкладкой

0l 4 быть индуктивностями монтажных проводов. Емкость конденсатора 6 меньше емкости конденсатора 7 и„ спедовательно, конденсатора 9.

На фиг.2 кривая 18 изображает диаграмму тока в нагрузке 16, кривые

19 и 20 - напряжения соответственно на конденсаторах 7 и 9, кривая 21 напряжение на конденсаторе 6.

Генератор импульсов тока работает следующим образом.

В начальный момент t< (фиг.2 ) от схемы управления (не показана ) включается вспомогательный тиристор ч, и конденсатор 6, начальная полярность напряжения на котором показана на фиг.l, начинает разряжаться на нагрузку 16 по цепи 8- 17. В момент когда напряжение на конденсаторе 6 уменьшится, но еще не сменит полярность, (фиг.2, поз.21), от схемы управлений включается основной тиристор 2 и через него начинается разряд конденсатора 7 (фиг.2, поз.19 ), начальная полярность напряжения на котором показана на фиг. 1.

Вспомогательный тиристор 4 запирается и к нему прикладывается в обратном направлении алгебраическая сумма напряжений конденсаторов 6 и 7, совместный разряд которых через тиристор2 на нагрузку 16 по цепи 8-17 увеличивает ток нагрузки (фиг.2, поз.18 ).

Емкость конденсатора 7 больше емкости конденсаторз 6, поэтому конденса- тор 6 перезаряжается быстрее, чем конденсатор 7. В момент и (фиг.2), когда напряжение на нагрузке 6 становится равным напряжению конденсатора 7, ток нагрузки благодаря магнитной связи перехватыва" ется через первый дроссель 14 в цепь диода 12, и энергия, неиспользованная в нагрузке 16, начинает возвращаться в конденсатор 7, перезаря3 10182 второго конденсатора, а его анод через первый дроссель соединен с первой обкладкой второго конденсато. ра, анод второго диода соединен с второй обкладкой третьего конденсатора, катод второго диода через второй дроссель соединен с первой обкладкой третьего конденсатора, причем оба дросселя магнитно связаны с выходной обмоткой. 16

На фиг. 1 представлена принципиальная схема генератора импульсов тока; на фиг.2 - диаграммы тока в нагрузке -и напряжений на кондеясаторах. !5

Генератор импульсов тока содержит зарядное устройство 1, первый

2 я второй 3 основные тиристоры, вспомогательный тиристор 4, второй вспомогательный тиристор 5 и конденсатор 6. Анод первого вспомогательного тиристора 4 соединен с первой обкладкой второго конденсатора 7 и через выходную обмотку 8, имеющую средний вывод с катодом

25 второго вспомогательного тиристора

5 с первой обкладкой третьего конденсатора 9. К среднему выводу выходной обмотки 8 подключена вторая обкладка первого конденсатора б,причем вторая обкладка второго конденса» тора 7 через первую вспомогательную обмотку 10 соединена с анодом nepaoro основного тиристо ра 2, а вторая обкладка треть.его конденсатора 9 через вторую вспомогательную обмотку 11 соединена с катодом второго основного тиристора 3.

Устройство также содержит первый диод

12, катод которого соединен с полос Щ

:жительным выводом зарядного устроиства 1, второй диод 13, анод которого соединен с отрицательным выводом зарядного устройства 1, первый дрос.сель 14, второй дроссель 15. Катод

45 первого диода 12 соединен с второй обкладкой второго конденсатора 7, а анод первого диода 12 через первый дроссель 14 соединен с первой обкладкой второго конденсатора 7. Анод второго диода 13 соединен с второй обкладкой третьего конденсатора 9, а катод второго диода через второй дроссель 15 соединен с первой обкладкой третьего конденсатора 9.Причем оба дросселя l4 и 15 через об- 55 мотку 17 магнитно связаны с нагрузкой 16. Небольшие по величине вспо-! могательные обмотки 10 и 11 могут жая его. Через некоторое время, когда энергия, запасенная во вспомогательной обмотке 10, перейдет в конденсатор

6, закрывается тиристор 2 и к нему в обратном направлении прикладывается разница напряжений между конденсаторами 6 и 7. Когда ток нагрузки уменьшится до нуля - момент t3 (фиг.2, поз. 18), диод 12 обесточйтся и запрется, а обратное напряжение на тиристорах 2 и 4 возрастет. Далее аналогично работает вторая часть генератора,включающая основной тиристор 3, вспомогательный .тиристор 5, конденсаторы

5 10

6 и 9, вторая половина обмотки 8, вспомогательную обмотку 11, диод 13, дроссель 15, в течение интервала

spexeHw (t>-t<)

При таком режиме работы генератора достигается уменьшение потерь при подпитке конденсаторов от зарядного устройства и рекуперации энергии из нагрузки, что приводит к увеличению

КПД генератора.

Наличие магнитной связи между обмоткой 8, нагрузкой и дросселями, подключение первого дросселя между анодом первого диода и первой обкладкой второго конденсатора, подключение

18201 второго дросселя между катодом второго диода и первой обкладкой третьего конденсатора, отсутст вие вспомогательных конденсаторов на выхода за5 рядного устройства выгодно отличает предлагаемый генератор от известного, так как при.этом уменьшается количест во конденсаторов в схеме,что приводит к снижению стоимости и габаритов. Кроме того, выполнение дросселей на одном сердечнике уменьшает габариты генератора. КПД в генераторе гораздо выше, чем у известного,так как меньше потери при подпитке конденсаторов от зарядного устройства.

10 1820 1

Составитель В. Казаков

Редактор Т.Веселова Техред В.Далекорей

Корректор Е.Рошко

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная.

Заказ 3559/52 Тираж 936

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

>13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5