Устройство для заряда накопительного конденсатора

Устройство для заряда накопительного конденсатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

НИЕ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (ii i 661730

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.11.76 (21) 2419127I18 — 21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 03 КЗ/53

Государственный нюмнтет сссР по делам изобретений и отнрытнй

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 ! (53) УДК 621.373. . (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев, В. К. Быстров и Г. Б. Стеганов (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Устройство относится к области импульсной техники, в частности к устройствам для заряда накопительных конденсаторов, используемых в качестве импульсного источника питания ламп накачки оптических квантовых генераторов, в локационной тех4 нике и в установках электроискровой обработки металлов.

Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее диодную и конденсаторную ветви, включенные параллельно нагрузке. В диодную ветвь включены четыре последовательно соединенных диода, а в конденсаторную — четыре промежуточных накопительных конденсатора. Источник питания выполнен трехфазным, каждая фазная обмотка источника подключена одним выводом к точке соединения пары диодов, а другим — к точке соединения пары конденсаторов (1).

Недостатком этого устройства является наличие большого числа диодов и конденсаторов, что усложняет схему, повышает ее стоимость, снижает КПД, и эксплуатационную надежность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее однофазный источник переменного тока, два диода и два промежуточных накопительных конденсатора, которые соединены по мостовой схеме. При этом конденсаторы включены в противоположные плечи моста, одна из диагоналей которого соединена с входными зажимами источника, а другая — с цепочкой, составленной из накопительного:.оденсатора и диода (2) .

Недостатком известного зарядного устройства является невысокий коэффициент умножения напряжения (не превышающий трехкратного значения), а также несимметрия фазных токов и напряжений при питании зарядного устройства от одной фазы трехфазного источника.

Целью изобретения является улучшение удельных энергетических показателей устройства без усложнения его схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда накопительного конденсатора, содержащем источник переменного тока, вентильно-конденсаторный выпрямитель — умножнтель напряжения, образованный двумя диодно-конденсаторными ячейками, параллельно одной из которых через

661730

3 диод подключен накопительный конденсатор, источник питания выполнен трехфазным с отдельно выведенными фазными обмотками, две его фазные обмотки включены соответственно между крайними выводами диодно-конденсаторных ячеек, а третья фазная обмотка — между точками соединения конденсаторов и диодов обеих ячеек.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит трехфазный источник переменного тока, фазные обмотки" 1 — 3 которого выполнены с отдельными выводами, и две диодно-конденсаторные ячейки, первая из которых образована последовательно соединенными диодом 4 и конденсатором 5, а вторая — диодом 6 и конденсатором 7. Причем в первой ячейке одна из обкладок конденсатора 5 связана с катодом диода 4, а во второй ячейке одна из обкладок конденсатора 7 связана с анодом диода 6. Две фазные обмотки 1 и 3 источника переменного тока включены между крайними выводами ячеек 4, 5 и 6, 7, а фазная обмотка 2 включена между точками соединения конденсаторов и диодов диодно-конденсаторных ячеек. Накопительный конденсатор 8 через диод 9 подключен к одной из ячеек. Конденсаторы 5 и 7 являются промежуточными накопительными конденсаторами, их емкость много меньше емкости основного конденсатора 8. Конденсаторы 5 и 7, ограничивая ток источника, запасают в своем поле его энергию, которую в последующем с высоким КПД передают в накопительный конденсатор. Для получения максимального коэффициента умножения напряжения начала фазных обмоток подключены к одной диодно-конденсаторной ячейке, а концы = к другой. Например, диод 4 соединен с началами фазных обмоток 1 и 2, а диод 6 — с концами обмоток 2 и 3. Это приводит к тому, что векторы линейных напряжений 1ч з и Uz сдвинуты одно относительно другого на 60 эл. град., и вектор линейного напряжения U< з опережает вектор линейного напряжения Ui - р.

Устройство работает следующим образом.

4 ным и будет суммироваться с напряжением конденсаторов 5 и 7. Это суммарное напря>кение и определяет максимальное значение напряжения устройства для заряда накопительного конденсатора. При подключении к выходам клеммы устройства полностью разряженного накопительного конденсатора промежуточные накопительные конденсаторы отдают ему энергию, запасенную ими !

О ранее от - источника. Конденсатор 7 эту энергию передает через диоды 6 и 9, а конденсатор 5 — через диоды 4 и 9, причем этот конденсатор разряжается через фазные обмотки 2 и 3 источника переменного тока. Кроме того, на начальном этапе заряда накопительного конденсатора энергия источника через его обмотки 1 и 2 может передаваться в накопительный конденсатор в течение одного полупериода через диоды 4, 6 и 9, а в течение второго полупериода изменения напряжения обмо20 ток 1 и 2 напряжения фаз Uz зсуммируются с напряжением конденсаторов 5 и 7.

Если в момент подключения разряженного накопительного конденсатора конденсатор 7 также был полностью разряжен, то в первом полупериоде изменения напряжени я фаз Ui -z, т. е., когда происходит заряд конденсатора 7, он не разряжается на конденсатор 8, так как уровень напряжения на нем практически такой же как и на конденсаторе 8. Этот процесс происходит до

30 тех пор, пока напряжение на конденсаторе 8 не достигнет величины, равной амплитудному значению линейного напряжения источника.

В последующем энергия источника пе35 редается в накопительный конденсатор только через промежуточные конденсаторы 5 и 7, напряжение которых суммируется с напряжением фазных обмоток источника переменного тока. Скорость передачи энергии в накопительный конденсатор, т, е. зарядная мощность, определяется значением фазного напряжения источника и величиной емкости конденсаторов 5 и 7.

Конденсаторы 5 и 7 отдают запасенную в них энергию в конденсатор 8. Заряд конденсатора 8 осуществляется за несколько периодов питающего напряжения до напря50

Допустим, что накопительный конденсатор заряжен полностью и не влияет на процессы в устройстве, т. е. его можно отклю --чить от выпрямителя = уМнбжйтеля напряжения.

Если принять, что в некоторый момент времени линейное напряжение фаз U положительно, напряжение фаз U z равно нулю, тогда через 30 эл. град. конденсатор 5 через диод 6 зарядится до линейного напряжения. Спустя четверть периода через. диод 4 до линейного напряжения зарядится конденсатор 7. В третьей четверти периода линейное напряжение фаз Uz источника переменного тока станет отрицатель» жения, провосходящего более, чем в пять раз амплитудное значение фазного напряжения источника питания. Если в качестве вентиля (дйода 9) использован управляемыи вентиль — тиристор, то изменением угла проводимости тиристора (осуществляе мым любым известным способом) можно регулировать среднее значение тока заряда накопительного конденсатора, а при необходимости прекратить его заряд при напряжении, меньшем, чем максимальное выходное напряжение устройства. Коэффициент умножения напряжения устройства можно также изменять дискретно, меняя местами положение начал и концо;. одной или

6 прямитель — умножитель напряжения, образова.1ный двумя диодно-конденсаторными ячейками, параллельно одной из котоых „через диод подключен накопительный конденсатор, отличающееся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, источник питания выполнен трехфазным, с отдельно выведенными фазными обмотками, две его фазные обмотки включены соответственно между крайними выводами диодно-конденсаторных ячеек, а третья фазная обмотка — между точками соединения конденсаторов и диодов обеих ячеек..

Формула изобретения двух фазных обмоток его источника. Максимальное выходное напряжение устройства соответс1венно в 4 или в 3 раза превышает напряжение источника переменного тока при практически равномерной загрузке фаз.

Применение изобретения позволяет, ограничивая ток заряда накопительного конденсатора от трехфазного источника переменного тока промежуточными накопительными конденсаторами, осуществлять заряд накопителя с высоким КПД при практически равномерной загрузке фаз источника, что обеспечивает улучшение удельных энергетических показателей устройства в целом.

Устройство для заряда накопительного конденсатора. содержащее источник пере менного тока, вентильно-конденсаторный вы- 20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рогинский В. Ю. Электропитание радиоустройств. М., «Госэнергоиздат», 1963, с. 146.

2. Авторское свидетельство СССР № 408436, кл. Н 02 М 7/10, 1975.

Составитель Г. Смелова

Редактор Л. Утехина Техред О. Луговая Корректор М. Пожо

Заказ 2506/61 Тираж 1050 Подписное

ЦИ И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4