Устройство для заряда накопительного конденсатора
Патент 661729
Авторы
Классы МПК
Устройство для заряда накопительного конденсатора
Иллюстрации
Реферат
ОП И АНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Реслублик 11>661729
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.05.76 (21) 2363223/18 — 21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
Опубликоваво.05.05.79. Бюллетень № 17
Дата опубликования описания 15.05.79. (51) М. Кл
HOICK 3/53
Гюсударстввнный квинтет
СССР
IIo делам кзобретеннй н аткрытнй (53) УДК 621.373 (088.8) (72) Автори изобретения
А. Г. Николаев и В. К. Быстров (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО
КОНДЕНСАТОРА
Изобретение предназначено для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, например, оптических квантовых генераторов и т. п. и относится к тематике отдела импульсной техники и электроизмерений.
Известны зарядные устройства с параметрическими стабилизаторами зарядного тока, осуществляющие заряд с помощью индуктивно-емкостных элементов. Для улучщения использования мощности источника в таких зарядных устройствах заряд накопительного конденсатора осуществляется от двух выпрямительных устройств. Входы этих выпрямительных устройств подключают к источнику переменного напряжения, при этом вход одного из них подключают непосредственно, а второго — через индуктивно-емкостной преобразователь (ИЕП), Выходы же их по постоянному току соединены последовательно (1).
Схемы таких устройств достаточно сложны и отличаются низкой надежностью, так как индуктивно-емкостные преобразователи создают в схеме резонансные перенапряжения.
Известны также устройства для заряда накопительного конденсатора, которые содержат трехфазный источник переменного тока, клеммы которого подключают к накопительному конденсатору через трехфазный мостовой выпрямитель на вентилях, линейный дроссель и резисторы, включенные на стороне вторичных обмоток трансформатора. Напряжение накопительного конденсатора контролируется на резисторе с помощью блока, который также осуществляет фазовое управление вентилями (2).
Однако известные устройства имеют недостаточно высокие удельные энергетические показатели.
Для достижения этой цели в устройстве для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник переменного тока, дозирующие конденсаторы, мостовой диодно-тиристорный двухполупериодный выпрямитель с двумя цепями вентилей, входная диагональ которого подключена к выходным зажимам источника переменного тока через токоограничивающий дроссель, а выходная диагональ — к накопительному конденсатору и блок контроля напряжения и управления тиристорами, цепи выпрями661729
3 тельного моста подключены через первые дополйительно введенные вентили к накопительному конденсатору, а дозирующйе конденсаторы образуют "две ячейки, "каждая из которых состоит из двух последовательно 5 соединенных конденсаторов, общие точки соединения которых соответственно подключены к зажимам источника переменного тока, а выводы от крайних обкладок конденсаторов соединены через первые и вторые дополнительно введенные вентили с накопительным конденсатором.
На фигурах 1 и 2 показана схема устройства,зажимы источника переменного тока 1 и 2 подключены к диагонали мостового диодно-тиристорного двухполупериодного вы- 15 прямителя на вентилях 3 — 6. Ветви выпрямителя «3,4 и 5,6 разобщены и ме>кду этими ветвями и накопительным конденсатором 7 дополнительно в проводящем направлении включены вентили 8 — 11. Дозирующие конденсаторы 12 — 15 образуют 2О две ячейки, каждая из которых выполнена из двух последовательно соединенных конденсаторов 12, 13 и 14, 15. Средние точки этих ячеек подключены к зажимам источника 1 и 2, а крайние выводы подключены
25 к несмежным ветвям выпрямителя на вентилях 3 — 6. Цепи управления тиристора ми на вентилях 4 и 5 подключены к блоку кон троля напряжения и фазового управления тиристорами 16, который управляет временем нахождения тиристоров в открытом сос- зв тоянии. Условно будем считать, что вентиль 4 открыт тогда, когда зажим 1 находится под положительным потенциалом, а вентиль 5 открыт, когда под положительным потенциалом находится зажим 2.
Схема зарядного устройства работает следующим образом.
В течение первого и иос .чедующих нечетных полупериодов, когда зажим 1 находится под положительным потенциалом, через вентиль 4 происходит заряд конденсатора 14, 4 ные полупериоды напряжение конденсаторов 12 и 14 будет суммироваться с напряжением йсточника питания. Это напряжение через вентили 9, IO прикладывается к накопительному конденсатору 7. Таким образом, энергия полученная конденсаторами 12 и 14 при заряде в течении четного полупериода будет передаваться в накопительный конденсатор 7, обеспечивая его двухполупериодный заряд до утроенного значения напряжения источника. В нечетные полупериоды будет суммироваться напряжение конденсаторов 13, 15 и источника напряжения и энергия, запасенная в течении четных полупериодов будет передаваться в накопительный конденсатор. Если время нахо>кдения вентилей 4 и 5 в открытом состоянии измепять путем воздействия на них сигналом блока управления 16, то можно регулировать уровень заряда накопительного конденсатора 7.
Максимальная величина напряжения заряда накопительного конденсатора будет равна утроенному значению амплитуды напряжения источника, что обеспечивает повышение зарядного напряжения без использования трансформатора. Заряд конденсатора при ограничении тока емкостными сопротивлениями характеризуется высоким КПД и практически постоянной мощностью, что обеспечивает высокие энергетические показатели устройства без увеличения его веса, т.е. улучшает удельные показатели.
Испытания лабораторного макета зарядного устройства накопительного конденсатора, изготовленного по фиг. I и 2 полностью подтвердили правомерность всех теоретических предпосылок, положенных в основу разработки структуры устройства.
Несложно также показать, что вентили выпрямителя в таком зарядном устройстве используются лучше, чем в схеме двухполупериодного трехфазного выпрямителя, что в свою очередь свидетельствует о достоинствах схемы.
Формула изобретения а через вентиль 6 — конденсатора 12. Одновременно происходит заряд накопительного конденсатора 7 (на фиг. 2 — через токоограничивающий дроссель 17). В течение второго и последующих четных полупериодов, когда под положительным потенциалом находится зажим 2 через вентиль 5 происходит заряд конденсатора 13, через вентиль 3 — конденсатора 15, а через вентили 5, 8, 11 и 3 — накопительного конденсатора 7. Таким образом, конденсаторы 13, 12 и 14, 15 заряжаются так, что на их верхних по схеме обкладках будет положительный (относительно нижних обкладок) потенциал. Энергия, запасаемая этими конденсаторами, через вентили 8, IO и 9, 11 соответственно передается в накопительный конденсатор 7, обеспечивая повышение зарядного напряжения накопителя до удвоен його амплитудного значения йапряжейия ис=точника. Кроме того, одновременно в чет45
Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник переменного тока, дозирующие конденсаторы, мостовой диодно-тиристорный двухполупериодный выпрямитель с двумя цепями вентилей, входная диагональ которого подключена к выходным зажимам источника пере. мейного тока через токоограничивающий дроссель, а выходная диагональ — к нако- . пительному конденсатору и блок контроля:-: = напряжения и управления тиристорами, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения удельных энергетических показателей, цепи выпрямительного моста подключены через первые дополнительно введенные вентили к накопительному конденсатору, а дозирующие конденсаторы образуют две ячейки, 661729
11 Риг. 1
Фиг. 2
Составитель П. Лягни
Техред О. Луговая Корректор М. Демчик
Тираж 1050 Подписное
ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
I 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор В. Лукин
Заказ 2506/61 каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных конденсаторов, общие точки соединения которых соответственно подключены к зажимам источника переменного тока, а выводы от крайних обкладок конденсаторов соединены через первые и вторые дополнительно введенные вентили с накопительным конденсатором.
Источники информации, принятые во вни-мание при экспертизе
1О
1. Милях А. Н., Волков И. В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей. Киев, «Наукова думка», 1974, с. 186 — 190, рис. 130.
2. Кочугуров В. А.,Терещенко А.А. Исследование статической и динамической характеристики емкостного генератора тока, «Импульсная энергетика», Казанское ВКИУ, Казань, 1970. с. 160 — 166, рис. 1.