Генератор импульсов тока

Генератор импульсов тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

© П И С А Н И Е (»)923010

ИЗОВ ИтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.09.80 (21) 2986140/18-21 (5l)M. Кл.

Н 03 К 3/335 с присоединением заявки .%

5воударстееииый комитет

СССР (28) Приоритет— по делам изобретений. и открытий

Опубликовано 23.04.32. Бюллетень 15

Дата опубликования описания 23.04.82 (53) УДK 621.373 (088.8) (72) Автор изобретения

E. А. Жихорь (71) Заявитель

Институт горного дела АН Казахской ССР (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в горном деле при создании новых средств разрушения горных пород, а также во всех технических уст ройствах, где требуется генерация мощных периодических импульсов энергии (тока).

Известен генератор импульсов тока, содержащий силовой трансформатор, к одной из вто. ричных обмоток которого подключен выпрямитель для заряда накопительного конденса10 тора, а к другой подключена силовая цепь тиристора запуска, управление которым осуществляется от первичной обмотки трансформатора запуска, параллельно конденсатору подключена цепь, содержащая последовательно со15 единенные силовой тиристор и два управляемых электромагнита с железными сердечниками, обмотка одного из которых подключена к катоду и управляющему электроду силового тиристора,. а обмотка другого — к аноду и катоду тиристора запуска, при этом между одними из разноименных полюсов помещены ферромагнитные опилки, а к другим концам полюсов железных сердечников подключена соответственно цепь анода силового тиристора и накопительного конденсатора (1).

При таком выполнении генератора для соблюдения устойчивости работы генератора в автоматическом режиме требуется обеспечить постоянное поступление ферромагнитных опилок в зону между полюсами железных сердечников, так как при каждом импульсе тока часть опилок сгорает и разлетается. Это усложняет работу устройства. Кроме того, выделение энергии конденсаторов в виде взрыва опилок не позволяет применять генератор в шахтах, опасных по газу и пыли. Также ограничивает применение генератора то, что для его работы необходим источник переменного тока.

Известен генератор импульсов тока, который содержит подключенные к источнику питания две параллельно соединенные зарядные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных ограничительного резистора, зарядного тиристора и накопительного конденсатора, положительные обкладки накопительных конденсаторов соединены цепью, состоящей из двух встречно включенных катодами друг к

4 его аноду, управляющий электрод тиристора

8 через резистор 10 также подключен к его ч- аноду, катоды тиристоров 7 и 8 через разрядное сопротивление 11 подключены к отрицательной клемме источника питания, катоды тиристоров 2 и 5 соединены цепью иэ двух . последовательно включенных конденсаторов

12 и 13, между общими обкладками которых и положительной клеммой источника питания другу разрядных тиристоров; катоды разрядных тиристоров через разрядное сопротивление подключены к отрицательной клемме исто ника питания (2).

Однако известный генератор не может работать при последовательном включении заряд ных тиристоров, что сужает областЬ применения генератора.

Цель изобретения — расширение области применения генератора. 10

Для этого в генераторе импульсов тока, со- держащем подключенные к источнику питания две параллельно соединенные зарядные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных ограничительного элемента, зарядного тиристора и йакопительного конденсатора, положительные обкладки накопительных конденсаторов соединены цепью, состоящей из двух встречно включенных катодами друг к другу разрядных тиристоров, катоды разрядных тиристоров через разрядное сопротивление пбдключены к отрицательной клемме источника питания, между катодами зарядных тиристоров включены два последовательно соединенных коммутирующих конденсатора, между общими обкладками которых и положительной клеммой источника питания включены последовательно соединенные шунтируюший тиристор, включенный согласно с напряжением источника питания, и конденсатор, параллельно которому подключены последовательно соединенные катушка индуктивности, резистор и диод, включенный согласно с напряжением источника питания, в каждой зарядной цепи между отрицательной клеммой источника питания и отрицательной обкладкой накопительного конденсатора включена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка каждого из которых через второй диод подключена к управляющему электроду шунтирующего тиристора и через третий диод . к управляющему переходу зарядного тиристора другой зарядной цепи, управляющий электрод каждого разрядного тиристора через ограничительный резистор подключен к его аноду.

На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора.

Генератор содержит подключенные параллельно источнику питания две зарядных цепи; первая иэ которых состоит из последовательно соединенных ограничительного элемента 1, зарядного тиристора 2 и накопительного конденсатора 3, а вторая — из ограничительного элемента 4, зарядного тиристора 5 и накопительного конденсатора 6, положительные обкладки конденсаторов 3 и 6 соединены цепью, со- 55 стоящей из двух встречно включенных разрядных тиристоров 7 и 8, управляющий электрод тиристора 7 через резистор 9 подключен к включена цепь, состоящая из последовательно соединенных шунтирующего тиристора 14 и конденсатора 15, параллельно которому подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных катушки индуктивности 16, рези. стара 17 и диода 18, между отрицательной клеммой источника питания и отрицательной обкладкой конденсатора 3 включена первичная обмотка коммутационного трансформатора 19, а между отрицательной клеммой источника питания и отрицательной обкладкой конденсатора 6 включена первичная обмотка трансформатора 20, вторичная обмотка трансформатора 19 через диод 21 подключена к управляющему переходу тиристора 14 и через диод 22 к управляющему переходу тиристора 5, а вторичная обмотка трансформатора 20 через диод

23 подключена к управляющему переходу тиристора 14 и через диод 24 к управляющему переходу тиристора 2.

Работает генератор следующим образом.

После подключения генератора к источнику питания производится запуск генератора путем подачи открывающего импульса от внешнего источника на управляющий переход зарядного тиристора 2. Тиристор 2 открывается и начинает протекать ток по цепи: положительная клемма источника питания, элемент 1, тиристор 2, конденсатор 3, первичная обмотка трансформатора 19, отрицательная клемма источника питания. Происходит заряд конденсатора 3. В то же время происходит заряд конденсаторов 12, 13 и 6, подключенных параллельно конденсатору 3. Емкость накопительных конденсаторов 3 и 6 намного больше, чем емкость коммутационных конденсаторов 12 и 13, поэтому батарея конденсаторов 12 и 13 будет заряжена до напряжения, лишь немногим меньшего, чем напряжение на конденсаторе 3. По мере увеличения напряжения ма конденсаторе 3 ток, проходящий через резистор 9 и управляющий переход тиристора 7, возрастает. Когда этот ток достигает величины тока отпирания, тиристор 7 открывается и происходит разряд конденсатора 3 по цепи, состоящей иэ положительной обладки конденсатора 3. тиристора

7, разрядного сопротивления l l. первичной обмотки трансформатора 19, сл рип, гельной обкладки конденсатора 3. В м< мел1 этно раз923010 ряда во вторичной обмотке трзнсф<>рматорз !9 возникает импульс тока, который через диод

22 подается на управление тиристора 5 и открывает его. Этот же импульс подается через диод 21 на управление тнристора 14-, ко- 5 торый также открывается. Открытие тиристора 5 приводит к тому, что начинает заряжаться конденсатор 6, а тиристор 2 благодаря коммутации, осуществляемой конденсаторами 12 и 13, закрывается. Этот процесс происходит !О следующим образом.

Открытие тиристора 5 приводит к тому, что положительный потенциал бзтареи конденсаторов 12 и 13 прикладывается к катоду тиристора 2, а отрицательный потенциал — к ано- !5 ду этого же тиристора, т.е. к тиристору 2 прикладывается обратное напряжение. В то же время открытие тиристора 14 приводит к тому, что параллельно участку цепи, состоящему из элемента 1 и тиристора 2, подключается 2!I незаряженный конденсатор 15, который в первые моменты после включения шунтирует тиристор 2 и элемент 1, вызывая падение прямого напряжения на этом участке цепи. Но так как в этот же момент времени к этому 25 же участку цепи прикладывается обратное,напряжение конденсаторов 12 и 13, то на катоде тиристора 2 появляется положительный потенциал и он закрывается. Катод тиристора

14 подключен между обкладками конденсзто- 30 ров 12 и 13, что приводит к заиирзнию тиристорз 14 после их заряда.

После того, как тиристор 14 закрывается, конденсатор 15 разряжается через индуктивность 16, резистор 17 и диод 18, причем бла- 35 годаря наличию индуктивности 16 и диода 18 конденсатор 15 персззряжается до обратного напряжения, что способствует большей эффективности шунтирования в следуюших циклах ieíeðàöèè импульсов. Второй цикл генера- 4О ции импульсов после включения генератора происходит аналогично первому, отличие состоит лишь в том, что энергия для импульса тока запасается в конденсаторе 6, который заряжается через тиристор 5 и элемент 4, разряд конденсатора 6 происходит ири открывании тиристора 8, а управляющий импульс вырабатывается в трансформаторе 20. Третий цикл повторяет первый и т.д.

Таким образом, генератор устойчиво работает в автоматическом режиме без искрового замыкания или прерывания разрядной цепи, что обеспечивает надежность и безопасность его работы в шахтных условиях, Импульсы тока периодически ирох<>дят через разрядное 55 сопротивление I I, K<>T<>I><>e может представлять собой участок i <>ðHîé нор<>лы, рззрушзюшеися иол воздействием элок трическ<>й:>иергии. аналогичным образом генератор может быть применен для получения электрогидравлического эффекта. Для этого достаточно использовзть в качестве зарядного сопротивления любой, достаточно прочный полупроводяший материал -(например, рутил, корунд), на котором возникает поверхностный разряд, и погрузить разрядное сопротивление в воду.

Также генератор может быть применен во всех устройствах, где требуется надежная генерация периодических импульсов тока, Кроме того, данный генератор может работать как от источника постоянного тока, так и от источника переменного тока через выпрямитель, в то время кзк для работы известного необходимо наличие источника переменного тока.

Формула изобретения

Генератор импульсов тока, содержаший подключенные к источнику питания две tiapaJIлельно соединенные зарядные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных ограничительного элемента, зарядного тиристора и накопительного конденсатора, положительные обкладки накопительных конденсаторов соединены цепью, состоящей из двух встречно включенных катодами друг к другу разрядных тиристоров, катоды разрядных тиристоров через разрядное сопротивлеwe подключены к отрицательной клемме источника питания,отл и чающий с я тем,.что, с целью расширения области применения генератора, между катодами зарядных тиристоров включены два последовательно соединенных коммутируюших конденсатора, между обшими обкладками которых и положительной клеммой источника питания включены последовательно соединенные шунтирующий тиристор, включенный согласно с напряжением источника питания, и конденсатор, параллельно которому подключены последовательно соединенные катушка индуктивности, резистор и диод, включенный согласно с напряжением источника питания, в каждой зарядной цепи между отрицательной клеммой источника питания и отрицательной обкладкой накопительного конденсатора включена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка каждого из которых через второй диод подключена к управляющему электроду шунтируюшего тиристора и через третий диод к управляющему переходу зарядного тиристора другой зарядной цепи, управляющий электрод каждого разрядного

1. Авторское свидетельство СССР К 365805, кл, Н 03 К 1/00, 1971.

2, Авторское свидетельство СССР 8 212330, кл. Н 03 К 3/57, 1966 (прототип).

Составитель И. Белякова

Техред Ж. Кастелевич

Редактор С. Пыжова

Корректор 10. Макаренко

Тираж 954

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб;, д. 4/5

Заказ 2608/77

Подписное

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

7 923010 тиристора через ограничительный резистор подключен к его аноду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе