Устройство заряда емкостного накопителя

 

Изобретение относится к импульсным источникам питания и предназначено для заряда емкостного накопителя генератора мощных импульсов. Целью изобретения является улучшение энергетических и удельных массогабаритных характеристик. Устройство заряда емкостного накопителя содержит трехфазный источник 1 переменного тока, диоды 2-4, образующие катодную группу, диоды 5-7, образующие анодную группу, емкостной накопитель 8, выходные выводы 9-11 трехфазного источника переменного тока, токоограничивающие конденсаторы 12-14, дополнительные диоды 15-17, обмотки 18-20 трехобмоточного дросселя 21. Введение трехобмоточного дросселя 21 позволяет снизить неравномерность загрузки источника переменного тока в течение зарядного цикла и уменььшить амплитудное значение зарядного тока по сравнению с его средним значением. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 51) 4 Н 03 К 3/53, Н 02 И 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l

I (t

М А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ние энергетических и удельных массогабаритных характеристик. Устройство заряда емкостного накопителя содержит трехфазный источник 1 переменного тока, диоды 2-4, образующие катодную группу, диоды 5-7, образующие анодную группу, емкостной накопитель

8, выходные выводы 9-11 трехфазного источника переменного тока, токоограничивающие конденсаторы 12-14, дополнительные диоды 15-17, обмотки 1820 трехобмоточного дросселя 21, Введение трехобмоточного дросселя 21 позволяет снизить неравномерность загрузки источника переменного тока в течение зарядного цикла и умень-шить амплитудное значение зарядного тока по сравнению с его средним значением. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4353076/24-21 (22) 30.12.87 (46) 23.11.89, Бюл, Я 43 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) Б.А.-Багинский и С.И. Щербинин (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 560307, кл, Н 02 М 7/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

NI 1026293, кл. Н 03 К 3/53, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ЗАРЯДА ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к импульсным источникам питания и предназначено для заряда емкостного накопителя генератора мощных импульсов.

Целью изобретения является улучше„„SU„„1524163 А 1

1524163

Изобретение относится к импульсным источникам питания и предназначено для заряда емкостного накопителя генератора мощных импульсов.

Целью изобретения является улучшение энергетических и удельных массо габаритных характеристик ус тройс тва путем уменьшения неравномерности загрузки источника переменного тока в течение зарядного цикла и уменьшения амплитудного значения зарядного тока по сравнению с его средним значением.

На чертеже представлена схема устройства заряда емкостного накопителя.

Устройство содержит трехфазный источник 1 переменного тока, диоды

2-4, образующие катодну группу, и диоды 5-7, образующие анодную группу, соединенные с обкладками емкостного накопителя 8, Выходные выводы 9-11 трехфазного нсточника переменного тока соединены через токоограничивающие конденсаторы 12-14 с точками сое динения диодов катодной группы и до- 25 полнительных диодов 15-17, другие выводы которых через обмотки 18 — 20 трехобмоточного дросселя 21 соединены с точками соединения диодов анодной группы с выходными выводами трехфазного источника переменного тока„

Устройство работает следующим o iразом.

Полагают, что ток конденсаторов

12-14 в течение одного интервала эаря35 да или разряда остается постоянным, равным среднему значению для данного интервала. Это условие примерно выполняется за счет пндуктивностей обмоток дросселя 21 и при введении небольшой 40 по величине сглаживающей индуктивности, включаемой последовательно с емкостным накопителем 8.

В процессе заряда емкостного накопителя 8 происходит периодический за- 45 ряд и разряд конденсаторов 12-14, Заряд происходит под действием линейных напряжений на выводах 9-11 через обмотки 18-20 и дополнительные диоды

15-17. Ллитсльность заряда каждого иэ конденсаторов примерно равна одной третьей периода, а переход зарядного тока иэ одной цепи в другую происходит скачком, благодаря магнитной связи между обмотками 18-20 дросселя 21, 55 так как индуктивности обмоток выбираются такими, чтобы в магнитопроводе дросселя 2! создавался непрерывный маги((тный поток. В результате магнитной связи между обмотками 18-20 при непрерывном магнитном потоке появляется зависимость угла переключения зарядных цепей от изменения напряжения на токоограничивающих конденсаторах

12-14, определяемая выражением

2 ((ТТ sin((„+ -- — sin („ где U — амплитуда линейного напря ï кения источника переменного тока; ,!1„„„ -конечное и начальное напрян ((+ ( жение на токоограничивающих конденсаторах в п и

n + 1 интервалах заряда, Ч"„ и(. „ — углы соответствующие моментам переключения зарядных цепей в и и n + I интервалах заряда.

Из приведенного выражения видно, что при()(„ = „,(различие напряжений на конденсаторах в конце и и начале и+1 интервалов приводит к возникновению опережающих углов переключения эарядHblx цепей относительно моментов ес-, тественной коммутации, определяемых равенством мгновенных значений линейных напряжений источника переменного тока, С увеличением разности

Ц„„„ возрастают опережающие углы переключения зарядных цепей и, следовательно, уменьшаются средние значения входного напряжения источника и напряжения токоограничивающих конденсаторов на интервале их подключения к зарядной цепи.

В промежутке времени, когда выполняется условие отпирания диода 16, происходит заряд конденсатора 13 под действием линейного напряжения между выводами 9 и 10 по цепи. вывод 9, обмотка 19, диод 16, конденсатор 13, вывод 10 полярностью, указанной на чертеже. Поскольку напряжения на обмотках 18-20 равны между собой, то с увеличением линейного напряжения между выводами 10 и 11 в момент времени, когда оно будет меньше напряжения между выводами 9 и 10 на величину разности напряжений на конденсаторах

I3 и !4, к диоду 16 прикладывается запирающее напряжение, а ток обмотки

19 переходит в обмотку 20. Начинается заряд конденсатора 14 по цепи: вывод 10, обмотка 20, диод 17, конден524163 6 конденсатор 12, диод 2, емкостной накопитель 8, диод 5, вывод 11 ° Данная цепь проводит ток до момента времени, 5 когда возрастающее фазисе напряжение вывода 10 совместно с напряжением конденсатора 13 зададут аноду диода

3 наиболее положительный потенциал.

С этого момента времени емкостпой накопитель 8 будет заряжаться по цепи: вывод 10, конденсатор 13, диод

3, емкостной накопитель 8, диод 5, вывод ll и т.д.

К емкостному накопителю 8 на каж15 дом, из интервалов подключения фаз прикладываются средние значения напряжений источника I переменного тока и напряжения токоограничивающих конденсаторов 12-14. В начале заряда, ког20 да напряжение на емкостном накопителе 8 близко к нулю, ток разряда токоограничивающих конденсаторов 12-14 увеличивается, что приводит к увеличению разности напряжений П„„ -U

25 как для зарядных, так и дпя разрядных цепей. Опережающие углы переключения зарядных и разрядных цепей возрастают, что приводит к уменьшению практически до нуля средних значений

3р напряжений на выходе источника 1 переменного тока и на токоограничивающих конденсаторах 12-14 и, следовательно, к ограничению среднего зарядного тока емкостного накопителя 8, 35

С уменьшением тока разряда конденсаторов 12-14 по мере повышения напряжения на емкостном накопителе 8 углы опережения моментов естественной коммутации уменьшаются и средние эна40 чения напряжений на выходе источника

1 переменного тока и на токоограничивающих конденсаторах 12-14 возрастают, поддерживая постоянство зарядного тока.

Максимальное напряжение на емкостном накопителе 8 в конце заряда н два раза превьппает амплитуду линейного напряжения источника 1 перемен50

I сатор 14, вывод II При дальнейшем увеличении линейного напряжения между выводами 11 и 9 выполняется условие отпирания диода 15 и происходит заряд конденсатора 12 по цепи: вывод

ll, обмотка 18, диод 15, конденсатор

12, вывод 9.

Разряд токоограничивающих конденсаторов 12-14 осуществляется на емкостной накопитель 8 через диоды 5-7 анодной группы, фазные обмотки источ ника 1 переменного тока и диоды 2-4 катодной группы. Диоды 5-7 анодной группы поочередно включаются в цепь разряда в моменты времени, когда соответствующее напряжение фазных выво дов 9-11 наиболее отрицательно. Из диодов 2-4 катодной группы в проводящем состоянии находится ток, который имеет наиболее положительный потенциал анода, определяемый суммой линейного напряжения фазных обмоток источника 1 переменного тока и напряжения на токоограничивающем конденсаторе, включенном последовательно с диодом в цепи разряда. Длительность разряда каждого иэ конденсаторов 12-14 составляет примерно одну треть периода. Поскольку напряжение токоограничивающего конденсатора в процессе разряда на п интервале уменьшается по сравнению с напряжением на кон- денсаторе, подключаемом в n +, 1 интервале, переключение диодов 2-4 катодной груп1ы происходит с опережающим углом относительно моментов естественной коммутации. При этом так же, как и в цепях заряда, с увеличением разности напряжений на токоограничивающих конденсаторах 12-14 в конце и начале разряда возрастает угол опережения при включении диодов.

В течение времени, когда фаэное напряжение вывода 10 наиболее отрицательно, а положительное фазное напряжение вывода 9 совместно с напряжением конденсатора 12 создает на аноде диода 2 наиболее высокий потенциал, открываются диоды 2 н 7, Емкостной накопитель 8 заряжается током по цепи: вывод 9, конденсатор 12, диод 2, емкостной накопитель 8, диод 7, вывод

10, Примерно через одну шестую часть периода питающей сети фазисе напряжение вывода 1! становится более отрицательным, и ток заряда емкостного накопителя переходит из диода 7 в диод 5, замыкаясь по цепи: вывод 9, Формула изобретения

Устройство заряда емкостного накопителя, содеРжащее трехфазный источник переменного тока и выпрямитель, состоящий из трех параллельных Ветвей, в каждой из которых включены последовательно и согласно по три

1524163

Составитель А. Петров

Редактор А. Иандор Техред А.Кравчук Корректор 0 Кравцова

Заказ 7054/56 Тираж 884 Подписное м

ВЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 КНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, уз. Гагарина, 101 диода, причем аноды и катоды крайних диодов, образующих анодную и катодную группы, подключены соответственно к первой и второй обкладкам емкостного накопителя, выходные выводы трехфазного источника переменного тока соединены через токоограничивающие конденсаторы с точками соединения анодов диодов катодной группы и катодов дополнительных диодов и непосредственно с катодами диодов других ветвей анодной группы, о т л ич ающе еся тем, что, сцелью улучшения энергетических и удельных массогабаритных характеристик, до5 полнительно введен трехобмоточный дроссель, каждая из обмоток которого включена в одну из ветвей выпрямителя между анодом дополнительного диода и точкой соединения катода диода анодной группы с выходным выводом трехфазного источника переменного тока, причем обмотки дросселя включены согласно.