Формирователь пакетов высокочастотных импульсов тока

Формирователь пакетов высокочастотных импульсов тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С A Н И Е (>966834

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмапмстмческмх

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ыу (22) Заявлено 04. И . 80.(21) 3000899/24-07 с присоединением заявки J4 (5I)М. Кл.

Н 02 М 9/02//

В 23 Р 1/02

Веударствснный квчнтет

СССР но делан наабретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень Ме 38 (58) УДК 621. 314..1(088.8) Дата опубликования описанмя 15 . 10 .82 г (72) Авторы изобретения

С.Н.Кацнельсон, А.П.Лебедев и Н.А.Скрипк (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Ордж икидз:.-.: (S4) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПАКЕТОВ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ

ИМПУЛЬСОВ ТОКА

1

Изобретение относится к прео0ра зовательной технике и может быть применено в импульсных источниках питания для электроэрозйонной и электрохимической обработки металлов.

Известен автономный последовательный инвертор, содержащий инверторный иост с встречно-параллельными диодами и коммутирующей LC-цепью в диагонали, связанный с входными выводаьи через входной дроссель.

Нагрузка инвертора включена в диагональ постоянного тока моста через разделительный конденсатор и защитный дроссель (1).

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является генератор серии униполярных . высокочастотных импульсов тока, co"" держащий источник постоянного тока через входной дроссель. Выходные выводы для подключения нагрузки присоединены к инвертору через раздели. тельный конденсатор и защитную индук;

2 тивность. Для получения униполярных иипульсов тока значительной амплитуды нагрузка этого генератора может быть включена в параллельный колебательный контур через трансформатор

5 и выпрямитель 1 2).

НедоМ ат ком этого устрой ст ва я в" ляется то, что при образовании пауз и большой скважности пакетов импульсов, когда инверторный иост не работает, разделительный конденсатор заряжается током, протекающим через . входной дроссель, до напряжения более высокого, чем напряжение источника постоянного тока. При больших ампли15 тудах импульсов тока в пакете разделительный конденсатор, сильно разряжает.ся, так как входной дроссель не успевает его подпитывать. В резуль20 тате высокочастотные импульсы тока в пакете быстро снижаются по амплитуде, что неприемлемо при импульсной электрохимической обработке. Для того, чтобы удержать амплитуду токов

966834

30 в пакете высокочастотных импульсов постоянной, необходима большая емкост ь высокочастотных раздели тел ьных конденсаторов, что практически неприемлемо.

Цель изобретения - получение формы огибающей пакетов униполярных высокочастотных и мпул ьсов тока, бли экой к прямоугольной.

Поставленная цель дости гается 10 тем, что форипрователь пакетов высокочастотных импульсов тока,,содержащий преобразовательный мост на зашунтированных обратными диодами тиристОрах с кОммутирующим LC кОнтурОм в ди агонали переменного тока, подключенный к положительному. входному вы-. воду и связанный с анодным выводом постоянного тока моста входной дроссель, последовательную цепь из разде- 20 лительного конденсатора и защитного дросселя, один вывод которои подключен к анодному выводу постоянного тока моста, а другой связан с катодным выводом постоянного тока моста через первичную обмотку выходного трансформатора, соединенные последовательНо конденсатор и зашунтированный. обратным диодом тиристор, подключенные параллельно первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого связана с выходными выводаьи- через выпрямитель, причем катодный вывод постоянного тока моста соединен с отрицательным входным

35 выводом, снабжен дополнительными конденсатором и дросселем, а также тремя дополнительными тиристорами, причем первый дополнительный тиристор включен последовательно между входным

40 дросселем и анодным выводом RocTQRH ного тока моста, второй — последовательно с дополнительным конденсатором между входным дросселем и катодным выводом постоянного тока моста, а

45 третий - последовательно с дополнительным дросселем между обц ей точкой второго дополнительного тиристора и дополнительного конденсатора и анодным выводом постоянного тока моста, На фиг. 1 приведена схема формирователя; на фиг. 2 - временные диа граммы е ro р аботы .

К источни ку питания 1 через входной дроссель 2 подключен инверторный мост 3, образованный тиристорами SS

4-7, встречно-параллельныки диодами

8- 11. и коммутирующей цепью, состоящей из дросселя 12 и конденсатора

13. Нагрузочный колебательный контур 14, состоящий из трансформатора

15, и конденсатора 16, присоединенного параллельно первичной обмотке трансформатора через тиристор 17 и встречно-параллельный диод 18, подключен параллельно инверторному мосту 3 через разделительный конденсатор 19 и защитный дроссель 20, Нагрузка 21 включена во вторичную обмотку понижающего трансформатора. 15 через диоды 22, 23 по двухполупериод,— ной схеме выпрямления. Формирующий кол ебател ьный контур 2 4, состоящий из конденсатора 25 и дросселя 26, присоедиHPн через сбрасывающий тиристор 27 к анодной группе тиристоров инверторногo моста 3. Общая точка конденсатора 25 и дросселя 26 присоединена через заряжающий тиристор 28 к концу входного дросселя 2, который через питающий тиристор 29 подключен к инверторному мосту 3.

На фиг. 2 изображены осциллограммы напряжения U н а разделительном конденсаторе 19, напряжения U> на конденсаторе 25 формирующего контура 24, тока 126 текущего через дроссель 26 и тиристор 27 во время паузы между пакетами импульсов и тока протекающего через нагрузку".

При включении тиристоров инверторного моста 3 по контуру, образованному элементами 3, 14, 19, 20, протекает колебательный ток, частота которого соответствует резонансной частоте колебательного контура 14, состоящего из конденсатора 16, тиристора 17, диода 18, первичной обмотки трансформатора 15, вторичной его

Обмотки, диодов 22, 23 и нагрузки 21.

В этом контуре возбуждаются незатухающие колебания, которые в цепи нагруз ки преобразуются в yíèполярные импульсы при помощи диодов 22, 23.

В момент образования паузы между серияи высокочастотных импульсов тока снимаются управляющие импульсы с тиристоров 4-7 и с тиристора 17.

Когда ток в цепи нагрузки прекращается, конденсатор 15 колебательного контура остается заряженным до следующей серии импульсов, которая начинается при подаче управляющих импульсов на тиристоры 4-7 инвертор а и тири стор 17 колебател ьного контура.

Новая серия униполярных импульсов. тока сразу начинается номинальной

9668

1о

20

25 ь30 р"

35 а0

55 амплитудой Ьлагодаря заряженному состоянию конденсатора 16, что. обеспечивает высокую начальную, крутизну импульсов, независимо от длительности паузы.

Так как при достаточной индуктивности дросселя 2 постоянный ток, протекающий в его цепи, во время пауз между пакета>и импульсов не может исчезнуть, то происходит заряд разделительного конденсатора 19.

При большой скважности пакетов и большой амплитуде тока в пакетах, учитывая сравнительно низкое напряжение, которое используется при элек троэрозии и зле ктрохи ми и, вели чи на емкости р аздели тел ьно го конде нс атора 19, работающего на высокой частоте, полу чается через вы чай но большой и практически не может быть реализована. . В момент оЬразования паузы и выключения всех тиристоров инвертора включается тиристор 28, тогда тиристор 29 гаснет, так как напряжение на конденсаторе 25 в этот момент мен .ше, чем напряжение источника постоян ного тока, и ток дросселя 2 начнет заряжать конденсатор 25 до окончания паузы. Конденсатор 25 может заряжать ся до напряжения значительно большего, чем напряжение источника постоян ного тока 1. Запас его энергии пропо ционален квадрату напряжения, В момент окончания паузы включаются тиристоры 27 и 29, тиристор 28 гаснет, ток питающего дросселя переводится на питание инвертора и разделительного конденсатора 19. Одновремен но происходит колебательный разряд конденсатора 25 через дроссель 26 и тиристор 27 на разделительный конденсатор 19, что обеспечивает его подпитку за счет энергии, запасенной в конденсаторе 25. При этом амплитуды высокочастотных импульсов тока, образующих пакет, не снижаются.

Величина индуктивности дросселя

26 выбирается т акой, чтобы колебательный разряд или перезаряд конденсатора 25 успел завершиться в течение длительности пакета.

Конденсатор 25 работает на пониженной частоте, равной частоте следования пакетов импульсов, поэтому в качестве их во многих случаях можно использовать косинусные конденсаторы, имеющие большие емкости.

34 6

Ос циллограммы, приведенные на фиг. 2, иллюстрируют работу этого устройства. Во время паузы ток, протекавший через дроссель 2, заряжает конденсатор 25 до напряжения значи тел ь но большего U< . Когда поя вляется пакет импульсов тока и конденсатор 19 должен разряжаться, происходит переключение конденсатора 25 и он через дроссель 26 начинает подзаряжать конденсатор 19 током i

В результате напряжение И не падает, а импульсы тока нагрузки получаются почти постоянными по амплитуде.

Применение формирователя пакетов импульсного тока повзоляет получить огиЬающую пакетов высокочастотных импульсов близкой по своей форме к прямоугольной при амплитудах этих импульсов в несколько тысяч ампер.

Формирователь пакетов высокочастотных импульсов тока может Ьыть использован и в других импульсных и ст очни ках пи т ани я, и меющи х í à входе дроссель с большой индуктивност ью.

Формула и зобретения

Формирователь пакетов высокочастотных импульсов тока, содержащий преобразовательный мост на зашунтированных обратным дисдами тиристорах с коммутирующим LC-контуром в диагонали переменного тока, подключенный к положительному входному выводу, и связанный с анодным выводом постоянного тока моста входной дроссель последовательную цепь из разделительного конденсатора и защитного дросселя, один вывод которой подключен к анодному выводу постоянного тока моста, а другой связан с катодным выводом постоянного тока мостаа через перви чную обмот ку выходного трансформатора, соединенные последовательно конденсатор и зашунтированный обратным диодом тиристор, подключенные параллельно первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого связана с выходными выводами через выпрямитель, причем катодный вывод постоянного тока моста соединен с отрицательным входным выводом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения формы кривой огиЬающей пакета импульсов тока путем исполь7 966834 8 зования энергии, накопленной во вход; ном дросселе, он снабжен дополнительны м конденсатором и дросселем, а также тремя. дополнительныьи тиристораьв, причем первый дополнительный тиристор включен последовательно между входным дросселем и анодным выводом постоянного тока моста, второй - последовательно с дополнительным конденсатором между входным дросселем и катодным выводом постоянного тока моста, а третий - последоI вательно с дополнительным дросселем между общей точкой второго дополнительного тиристора и дополнительного конденсатора и анодным выводом постоянного тока моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 300934, кл. Н 02 М 5/42, 1968.

1о 2. Авторское свидетельство СССР по заявке К 2809766, ка. H 02 И 7/515 ,1979 °:

96б834

Составитель А. Сытин

Техред Т.Фанта Корректор П. Бокшан

Редактор О. Колесни кова

Заказ 7 97/7

Тираж 721 Под пи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патен", г. Ужгород, ул. Проектная,