Устройство для заряда накопительного конденсатора

ОП ИСАЙИ Е

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()864504

CoI03 Советских

Социалистичвсимх

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 20.10.78 (21) 2б74900/18-21 с присоединением заявки,% (28) Приоритет,(5l )M. Кл .

Н 03 К 3/53

3Ъеударстеаннмй квинтет

ЕССР ае делаюе кэебретеннй и еткритнй

Опубликовано 15.09.81. Беллетень _#_y.34

Дата опубликования описания 15.09.81 (53) УД3(621.373..431 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев, В. К. Быстров н Г. Б. Стеганов (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для заряда ем.костных накопителей, периодически разряжаемых на импульсную нагрузку.

Известно устройство для заряда емкостных накопителей, содержащее однофазный источник переменного тока, два вентиля и два промежуточных накопительных конденсатора, которые соединены по мостовой схеме, причем конденсаторы включены в противоположные: плечи мое- та

ta, одна из диагоналей которого соединена со. .входными зажимами источника, а другая— с цепочкой, составленной из накопительного конденсатора и диода. Напряжение заряженного накопительйого конденсатора при его заряде от такого устройства не превосходит утроенного амплитудного значения напряжения источника (П

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока с отдельно выведенными фазными обмотками, вентильно- конденсаторный мостовой выпрямитель- умножитель напряжения, образованный двумя цепоч2 ками, каждая из которых состоит из последовательно соединенных диода и конденсатора, причем анод диода одной н катод диода другой цепочек соединены через первую фаэную обмотку трехфазного источника переменного тока, и накопительный конденсатор, подсоединенный через диод к вентильно-конденсаторному мостовому выпрямителю-умножителю напряжения, Вторая и третья фаэные обмотки упомянутого источника вклточены между крайними выводами цепочек, а накопительный конденсатор через диод подключен параллельно одной из цепочек этого выпрямителя т2т.

Однако это устройство отличается недостаточно высокой величиной выходного зарядного напряжения на накопительном конденсаторе и несколько завышенными массо-габаритными показателями.

Цель изобретения — повышение величины выходного напряжения и улучшение массо-габаритных показателей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда накопительного конденОпора, содержащем трехфазный источник пере04 . 4 заряжен полностью и нс влияет на процессы в устройстве, т.e. его можно отключить от вы- прямителя-умножителя напряжения.

Если принять, что в некоторый момент времени линейное напряжение фаз 1 и 2 равно нулю, а линейное напряжение фаз 2 и 3 и суммарное напряжение фазных обмоток источника отрицательно, тогда через 90 эл. град. конденсатор 7 заряжен (через диод 4) до линейного напряжения фаз и 2. Через !20 эл. град. or начала отсчета.— до линейного напряжения фаз

2 и 3 (через диод 6) заряжается конденсатор 5, а еще через 30 эл. град. суммарное напряжение фазных обмоток равно удвоенному значению фазного напряжения. В этом случае суммарное напряжение конденсаторов 5 и 7 и обмоток источника равно

20, + 2 ° 1,730ф = 5,46 Uy.

Такая величин» суммарного напряжения и определяет максимальное значение выходного напряжения устройства для заряда накопительного

Устройство содержит трехфазный источник переменного тока, фазные обмотки 1 — 3 которого выполнены с отдельными выводами, и две диодно-конденсаторные цепочки. При этом

30 в цепочке 4, 5 одна из обкладок конденсатора

5 связана с катодом диода 4 через обмотку 3 источника, а в цепочке 6, 7 одна из обкладок конденсатора 7 связана с анодом диода 6 через обмотку 1 источника. Обмотка 2 источника включена между катодом диода 4 и анодом диода 6. 55

Для получения максимальной величины напряжения на накопительном конденсаторе 8 фазные обмотки 1 и 3 соединены встречно по отношению к обмотке 2. Это приводит к тому, что вектора фазных напряжений Оф друг относитель- 40 но друга сдвинуты на 120 эл.град. При этом вектор линейного напряжения фаз 2 и 3 сдвинут относительно вектора линейного напряжения фаэ 1 и 2 на 120 эл.град., а вектор суммарного напряжения фаэ 1 — 3 отстает от вектора ли- 45 нейного напряжения фаз 2 и 3 на 30 эл.град.

Такое многоканальное вентильное устройство позволяет, не изменяя массы устройства, зарямать накопительный конденсатор до более высокого значения выходного напряжения, кохо- 50 рое в 5,46 раза превышает амплитудное значение фазного напряжения источника.

3 8645 менного тока с отдельно выведенными фазными обмотками, вентильно-конденсаторный мостовой выпрямитель-умножнтель напряжения, образованный двумя цепочками, каждая из которых состоит нз последовательно соединенных диода

5 и конденсатора, причем анод диода одной и катод диода другой цепочек соединены через первую фазную обмотку трехфазного источника переменного тока, и накопительный конденсатор, подсоединенный через диод к вентильноконденсаторному мостовому выпрямителю-умножителю, вторая и третья фазные обмотки трехфазного источника переменного тока включены в накрестлежащне плечи вентильно-конденсаторного мостового выпрямителя — умножителя

15 напряжения между свободными обкладками конденсаторов цепочек и выводами первой фаэной обмотки, при этом вторая и третья фазные обмотки соединены встречно по отношению к первой обмотке, а накопительный конденсатор подсоединен через диод к точкам соединения диодов и конденсаторов обеих це.почек.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства..Работает это многоканальное зарядное устройство следующим образом. 55

При рассмотрении работы устройства в ходе заряда накопительного конденсатора, в целях упрощения, будем считать, что этот конденсатор конденсатора.

При подключении к выходным клеммам устройства полностью разряженного накопительного конденсатора 8 промежуточные накопительные конденсаторы 5 и 7 отдают ему энергию, запасенную ими ранее от источника. В процессе передачи энергии от трехфазного источника в накопительный конденсатор структура каналов передачи этой энергии многократно изменяется.

В общем случае, который соответствует начальному периоду заряда, энергия источника в накопительный конденсатор может передаваться по следующим четырем каналам

1) 2-6-8-9-4; 2) 7-1-6-8-9;

3) 3-5-8-9-4; 4) 7-1-2-3-5-8-9.

Перечисленные каналы осуществляют передачу энергии в соответствующие части периода изменения питающего напряжения, когда напряжение этих каналов превышает напряжение накопительного конденсатора. По мере заряда накопительного конденсатора число каналов передачи энергии соответственно уменьшается, Твк, первый канал обеспечивает передачу энергии до тех пор,,дока напряжение иа накопителе не превышает амплитудного значения фаэного напряжения источника, второй и третий каналы — до напряжения, равного 2,73 Оф, а но четвертому каналу — до напряжения 5,46 Оф . При этом элементы 5 и 7 устройства передают в накопитель ный конденсатор энергию, запасенную ими предварительно от соответствующих фазиых обмоток источника, Во время этой передачи они оказываются соединенными последовательно с фазными обмотками источника и выполняют роль вольтодобавочиых устройств. В результате такого суммирования напряжения источника и промежуточных накопителей энергии 5 и 7 напряжение на накопительном конденсаторе в конце

8645 заряда будет в 5,46 раза выше амплитудного значения фазного напряжения источника, Таким образом, включение второй и третьей фазных обмоток трехфазного источника перемен-! ного тока, в накрестлежашие плечи вентильноконденсаторного мостового выпрямителя-умножителя напряжения между свободными обкладками конденсаторов цепочек и выводами первой фазной обмотки, если при этом вторая и третья фазные обмотки соединены встречно Ilo отноше- 1О нию к первой обмотке, а накопительный конденсатор подсоединен через диод к точке соединения диодов и конденсаторов обеих цепочек,. позволяет, повысив величину зарядного напряжения накопительного конденсатора, увеличить скорость передачи энергии источника в этот конденсатор без изменения емкости (и соответст- венно массы) промежуточных конденсаторов.

При этом на 11% увеличивается значение энергии, занасаемой накопительным конденсатором.

Все это обеспечивает улучшение массо-габаритных показателей устройства в целом.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока с отдельно выведенными фазными обмотками, вентильно- конденсаторный мостовой выпрямитель-умножитель напряжения, 04 6 образованный двумя цепочками, каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных диода и конденсатора, причем анод диода од- . ной и катод диода другой цепочек соединены через первую фазную обмотку трехфазного источника переменного тока, и накопительный конденсатор, подсоединенный через диод к,вентильно-конденсаторному мостовому выпрямителю.умножителю напряжения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения величины выходного напряжения и улучшения массо-габаритных показателей, вторая и третья фазные обмотки трехфазного источника переменного тока включены в накрестлежащие плечи вентильно-конденсаторного мостового выпрямителя умножитсля напряжения между свободнымн обкладками конденсаторов цепочек и выводами первой фазной обмотки, при этом вторая и третья фазиые обмотки соединены встречно по отношению к mpsoA обмотке, а накопительный конденсатор подсоединен через диод к точкам соединения диодов и конденсаторов обеих цепочек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР N 408436, кл. Н 02 М 7/10, 1975, .

2. Авторское свидетельство СССР N 661730, кл. Н 03 К 3/53, 1979 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 7829/83 Тираж 991 Подписное

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