Формирователь импульсов тока

Формирователь импульсов тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА , содержащий зарядный блок, на выходе которого включен емкостной накопитель , один вывод которого соединен с первым выводом первого разрядного коммутатора, второй разрядный коммутатор, индуктивную нагрузку , коммутирующие конденсатор и уп- : равляемый вентиль, рекуперирующий вентиль, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и частоты следования импульсов, второй вывод первого разрядного коммутатора через последовательно соединенные второй разрядньй коммутатор и индуктивную нагрузку соединен с вторьм выводом емкостного накопителя и анодом рекуперирующего вентиля, катод § которого соединен с первой обкладкой коммутирующего конденсатора и (Л анодом коммутирующего управляемого вентиля, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод коммутирующего конден§ сатора подключен к второму выводу первбго разрядного коммутатора. со ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1132375

3(59 Н 05 Н 7 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- .: -" Ъ-лаа»», 7 t

jg1, )g

- д " 1 О ТАЯ

4 (21) 3392170/24-21 (22) 04.02 ° 82 (46) 30.12.84. Бюл. N - 48 (72) Н.А.Иванников и С,А.Симкин (71) Тольяттинский политехнический институт (53) 621 ° 373(088.8) (56) 1..Бахарев Н.П., Ивашчн В.В., .Милорадов И.А. Схемы питания импульсного индукционно-динамического преобразователя с форсировкой рабочего процесса при больших перемеще.ниях якоря. В сб. Импульсные электромеханические и полупроводниковые преобразователи энергии. Куйбышевский авиационный институт, 1978, с.119122 (аналог) .

2. Авторское свидетельство СССР

9 171943, кл. H 05 H 7 04, 1965 (прототип) . (54)(57) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий зарядный блок, на выходе которого включен емкостной накопитель, один вывод которого соединен с первым выводом первого разрядного коммутатора, второй разрядный коммутатор, индуктивную нагрузку, коммутирующие конденсатор и уп-.: равляемый вентиль, рекуперирующий вентиль, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и частоты следования импульсов, второй вывод первого разрядного коммутатора через последовательно соединенные второй разрядный коммутатор и индуктивную нагрузку соединен с вторым выводом емкостного накопителя и анодом рекуперирующего вентиля, катод которого соединен с первой обкладе кой коммутирующего конденсатора и анодом коммутирующего управляемого вентиля, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод коммутирующего конденма сатора подключен к второму выводу

laaL первого разрядного коммутатора.

М б

1132375

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания активно-индуктивных нагрузок, например обмоток возбуждения электромеханических преобразователей энергии.

Известны формирователи мощггых импульсов тока специальной формы для питания обмоток возбуждения импульсных электромеханических преоб- 10 разователей однополярными импульсами тока с последующей рекуперацией энергии магнитного поля из электромагнита преобразователя в электрическую энергию емкостного накопителя, 15

Эти формирователи содержат источник постоянного напряжения, емкостной накопитель, в качестве которого наиболее часто используются конденсаторные батареи, управляемые и не- 20 управляемые полупроводниковые приборы, подключающие обмотку возбуждения преобразователя к накопителю и обеспечивающие рекуперацию энергии магнитного поля в емкость Ц . 25

Однако этот формирователь не позволяет получить в нагрузке однополярный квазитрапецеидальный импульс тока различной длительности и амплитуды при частичном разряде ем- 30 костного накопителя, .что. необходимо для регулирования мощности импульсного электромеханического преобразователя энергии.

Наиболее близким по технической З5 сущности к данному изобретению является формирователь импульсов тока, первоначально предложенный для питания обмоток возбуждения циклических ускорителей, и в настоящее время ши- 40 роко используемый для питания обмоток возбуждения электромеханических преобразователей, например обмоток возбуждения двигателей возвратно-поступательного движения. Формирователь 45 импульсов тока содержит зарядный блок, на выходе которого включен емкостной накопитель, один вывод которого соединен с первым выводом пер-. вого разрядного коммутатора, второй 50 вывод которого через последовательно соединенные индуктивную нагрузку и второй разрядный коммутатор подключен к второму выводу емкостного накопителя, параллельно каждому разрядному SS коммутатору включены коммутирующие конденсатор и управляемый вентиль, а нагрузка через рекуперирующие вен.

2 тили соединена с емкостным накопителем, параллельно каждому коммутирующему конденсатору включены перезарядные вентиль и индуктивность. Этот. формирователь имеет индивидуальную коммутацию силовых ключей, благодаря которой в нагрузке можно формировать импульсы тока квазитранецеидальной и квазитреугольной формы различной амплитуды и длительности при частичном разряде емкостного накопителя f2)

Недостатками этого формирователя являются наличие большого числа управляемых и неуправляемых приборов, недостаточно высокий КПД из-за потерь энергии в цепях заряда и перезаряда коммутирующих конденсаторов и отсутствие форсировки гашечия магнитного ноля электромагнита, так как рекуперация энергии происходит в тот же накопитель, что несколько снижает максимально возможную частоту посыпок импульсов тока в обмотку возбуждения электромагнита. Невозможность выполнения заземления накопителя и нагрузки также является недостатком этого формирователя.

Цель изобретения — повьппение КПД и частоты следования импульсов.

Эта цель достигается тем, что в формирователе импульсов тока, содержащем зарядный блок, на выходе которого включен емкостной накопитель, один вывод которого соединен с первым выводом первого разрядного коммутатора, второй разрядный коммутатОр, индуктивную нагрузку, коммутирующие конденсатор и управляемый вентиль, рекуперирующий вентиль, второй вывод первого разрядного коммутатора через последовательно соединенные второй разрядный коммутатор и индуктивную нагрузку соединен с вторым выводом емкостного накопителя и анодом рекуперирующего вентиля, катод которого соединен.с первой обкладкой коммутирующего конденсатора и анодом коммутирующего управляемо-. го вентиля, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод коммутирующего конденсатора подключен к второму выводу первого разрядного коммутатора.

На фиг.1 приведена принципиальная схема формирователя; на фиг.2 — диаграммы тока и напряжения на элементах схемы.

3 1132

Формирователь импульсов тока содержит зарядный блок 1, на выходе которого включен емкостной накопитель 2, первый и второй разрядные коммутаторы в качестве которых ис1

5 пользованы тиристоры 3 и 4, коммути рующий управляемый вентиль на тиристоре 5, рекуперирующий вентиль на диоде 6, коммутирующий конденсатор 7, индуктивную нагрузку 8. "Минус" блока 1 соединен с вторым выводом емкостного накопителя 2, анодом диода 6 и с выводом нагрузки 8, другой вывод нагрузки 8 соединен с катодами второго и третьего тиристоров 4 и 5. Коммутирующий конденсатор 7 вторым выводом подключен к катоду тиристора 3 и аноду тиристора 4, а первым выводом — к аноду тиристора 5 и катоду диода 6, анод тиристора 3 соединен с"плюсом" блока 1 и первым выводом емкостного накопителя 2.

В формирователях импульсов тока подобного типа емкость накопителя 2, как правило, значительно больше коммутирующей емкости конденсатора 7.

Ее параметры выбираются такими, чтобы с одной стороны после окончания рекуперации энергии магнитного поля

° обмотки возбуждения в емкость напряжение на ней быпо незначительно больше напряжения на накопителе 2, с другой — при рекуперации обеспечивалась бы форсировка "гашения" магнитного поля обмотки возбуждения, На фиг.2 кривая 9 изображает изме.нение тока нагрузки за время одного импульса, кривая .10 — напряжение на емкостном накопителе и кривая 11 напряжение на конденсаторе 7.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

В начальный момент 1 (фиг. 2) от схемы управления включаются тиристоры 3 и 4 и емкостной накопитель 2, начальная полярность напряжения на котором показана на фиг.1, разряжается на нагрузку 8. В результате разряда накопителя 2 напряжение на нем (кривая 10) уменьшается, а ток

50 в нагрузке 8 (кривая 9) увеличивается. В момент времени tg от схемы управления включается тиристор 5 и напряжение конденсатора 7 (кривая 11), первоначальная полярность

375 4 которого показана на фиг.1, прикладывается к тиристору 4 и он выключается.

С момента времени 11 накопитель 2 и конденсатор 7 совместно разряжаются на нагрузку 8, ток в ней несколько увеличивается. В момент времени 1, когда алгебраическая сумма напряжений на накопителе 2, конденсаторе 7 и нагрузке 8 станет равной нулю, откроется диод 6 и ток нагрузки, протекающий по цепи: нагрузка 8 — . накопитель 2 — тиристор 3 — конденса- . тор 7 тиристор 5, перехватывается в цепь: нагрузка 8 — диод 6 — тиристор 5. С этого момента времени тиристор 3 обесточивается и выключается, в токе нагрузки начинает формироваться плоская вершина, спад которой обусловлен наличием активных потерь в электромагните,. а накопитель 2 начинает подзаряжаться от зарядного блока 1.

В момент временй -3 от схемы управления снова открывается тиристор 4, напряжение конденсатора 7 прикладывается к тиристору 5 и он выключается. С этого момента времени ток нагрузки протекает по цепи: на грузка 8 — диод 6 — конденсатор 7 тиристор 4, поэтому энергия, не использованная в нагрузке 8, начинает возвращаться в конденсатор 7, т.е. происходит рекуперация энергии в конденсатор 7.

В момент времени 4 вся энергия нагрузки 8 перейдет в конденсатор 7, поэтому ток нагрузки уменьшается до нуля, тиристор 4 и диод 6 обесточиваются и выключаются, а формирователь с этого момента времени снова готов к повторному включению.

Так как величина емкости конденсатора 7 меньше, чем величина емкости накопителя 2, задний фронт тока нагрузки круче переднего, что уменьшает в целом длительность тока нагрузки и, следовательно, позволяет увеличить частоту посылок импульсов тока в нагрузку.

По сравнению с прототипом предлагаемый формирователь импульсов не содержит дополнительных цепей заряда и перезаряда коммутирующих емкостей, что позволяет увеличить КПД и частоту следования импульсов тока.

1132375

Составитель И. Белякова

Техред Ж,Кастелевич Корректор 0.Луговая

Редактор Т.Колб

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

Заказ 9807/45 Тираж 782 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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