Устройство для заряда накопительного конденсатора

СОЮЗ СОВЕТСНИХоаииппцвии Щ зар о кГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСНО 11Николаев(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА по авт.св. 9 790155, о т л и ч а ю щ е е,(61) (21) (22) (46) (72) и В. (53).790155 3530389/18"21 27.12,82 23,03.84. Бюл. 9 В.К.Быстров, А.ГИ.Хлямов 621,345.431(088. 1. Авторское сви 155, кл. Н 03 К с я тем, что; с целью улучшенияудельных массогабаритных показателейпутем увеличения зарядного напряжения, оно,снабжено зарядным диодом и дополнительным конденсатором,который подключен одной своей обкладкой к катодам, а другой - к анодам диодов трехфазного мостового выпрямителя, при этом зарядный диодвключен между положительной обкладкой основного накопительногоконденсатора и катодами диодов трехфазного мостового выпрямителя.Изобретение относится к импульс ной технике и может использоваться для заряда накопительных кон денсаторов генераторов мощных импульсов, применяемых в системах электроэрозионной обработки металлов, оптических квантовых генераторов и других импульсных потребителей электрической энергии.По основному авт.св., 9 790155 известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными по схеме звезда, трехфазный мостовой выпрямитель , промежуточные накопительные конденсаторы, основной накопительный конденсатор, управляющий ключ и блок контроля напряжения, причем свободные концы фазных обмоток соединены с входными клеммами трехфазного мостового выпрямителя через промежуточные накопительные конденсаторы, положитель ная обкладка основного накопительного конденсатора подключена к катодам диодов трехфазного мостового выпрямителя, управляющий ключ включен между общей точкой Фазных обмоток и анодами диодов трехфазного мостового выпрямителя, блок контроля напряжения своим входом подключен к основному накопительному конденсатору, а выходом - к управляющему входу управляющего ключа, отрицательная обкладка основного накопительного. конденсатора подключена к выходной клемме выпрямителя, образованной парой диодов одного плеча трехфазного мостового выпрямителя, соединенных анодами, при этом свободные катоды этой пары диодов подключены соответственно к точкам соединения Фазных обмоток и промежу точных накопительных. конденсаторов, связанных с двумя другими плечами трехфазного мостового выпрямите" ля .Г 11.Устройство обеспечивает заряд накопительного конденсатора до 4,46 Пмгде Ощф - амплитудное значение фазного напряжения трехфазного источника переменного тока.Удельные массогабаритные показатели данного устройства относитель но невелики, что объясняется сравнительно невысокой величиной выходного напряжения.Цель изобретения - улучшение удельных массогабаритных показателей путем увеличения зарядного напряжения накопительного конденсатора и повышения коэффициента полезного действия системы.Цель достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора снабжено зарядным диодом и дополнительным конденсато 35 40 45 чен зарядный диод 16, а между катодами вентилей б.и 8 и анодами диодов 9 и 11 включен дополнительныйконденсатор 19, который выбираетсяпо емкости меньше промеЖуточныхконденсаторов 12-14.Устройство работает следующим образом.В исходный момент времени и далее ключ 17 постоянно замкнут. Приэтом работа устройства рассматривается в режиме холостого хода.В исходный момент времени линейное напряжение Фаз 2 и 3 источникаравно нулю, т.е. Фазные напряженияфаэ 2 и 3 одинаковы и в данный момент времени имеют отрицательныезначения. Фазное напряжение фазы 4имеет максимальное положительноезначениеНачиная с этого моментавремени потенциал точки С возрастает 65 и становится положительным относи 5 10 15 20 25 30 Ром, который подключен одной своей обкладкой к катодам, а другой к анодам диодов трехфазного мостового выпрямителя, при этом зарядный диод включен между положительной обкладкой основного накопительного конденсатора и катодами диодов трехФазного мостового выпрямителя,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устроЯ. ства для заряда накопительного конденсатора.Устройство содержит трехфазный источник переменного тока 1 с Фаэными обмотками 2-4, соединенными по схеме звезда, трехфазный мостовой выпрямитель 5 выполнен на диодах 6-11, между фазными обмотками и входными клеммами выпрямителя включены промежуточные конденсаторы 12-14, образующие вместе с диодами 6-11 выпрямитель-умножитель напряжения, катоды диодов б и 8 объединены друг с другом и соединены с положительной обкладкой накопительного конденсатора 15 через зарядный диод 16, а аноды диодов 9 и 11 непосредственно или через управляемый ключ 17 подключены к общей точке Фазных обмоток, отрицательная обкладка основного накопительного конденсатора подключена к выходной клемме трехфазного мостового выпрямителя, образованной диодами.7 и 10, которые соединены анодами, катоды этихдиодов подключены к точкам соединения Фазных обмоток 2 и 4 с промежуточными накопительными конденса торами 12 и 14 соответственно, блок 18 контроля напряжения позволяет регулировать время нахождения управляемого ключа 17 в замкнутомсостоянии, между положительной обкладкой накопительного конденсатора 15 и катодами диодов 6 и 8 трехфазного мостового выпрямителя вклютельно точки а. При этом начинается "процесс заряда промежуточного конденсатора 13 по цепи: Фаза 3, промежуточный конденсатор 13, диод 7, фаза 2, фаза 3.Этот процесс заканчивается через 90 эл.град. от начала отсчета, когда линейное напряжение фаз 3-2 достигает своего максимального значения, равного амплитуде линейного напряжения Оц . В последующий момент времени линейное напряжение фаз 3-2 становится меньше напряжения на промежуточном конденсаторе 13 и процесс заряда этого конденсатора прекращается.Одновременно в указанный начальный момент времени потенциал точки Й будет выше, чем потенциал точки а, при этом будет происходить заряд конденсатора 12 пв цепи фаза 2, управляющий ключ 17, диод 9,промежуточ ный конденсатор 12, Фаза 2, Заряд конденсатора 12 прекращается через 60 эл.град,от начала отсчета, когда фазное напряжение фазы 2 источника достигает максимального значения Оф . При этом промежуточный конденсатор 12 заряжается до амплитуды фазного напряжения Оф . В этот момент времени диод 9 запирается и предотвращает разряд промежуточного конденсатора 12 через источник. Мгновенное значение напряжения Фазы 2 источника начинает уменьшаться по абсолютной величине, поэтому суммарное напряжение фазы 2 источника и промежуточного конденсатора 12 возрастает по абсолютной величине так, что аноду диода 6 прикладывается положительный относительно его катода потенциал, последний открывается и начинается заряд конденсатора 19 по цепи: промежуточный конденсатор 12, диод б, дополнительный промежуточный конденсатор 19, фа,за 2, промежуточный конденсатор 12.1Этот процесс продолжается в течение 180 эл.град,и завершается через 240 эл,град. от выбранного начала отсчета, в результате чего промежуточный конденсатор 12 подразряжается. Спустя 240 эл.град. диод б запирается и предотвращает равряд дополнительного конденсатора 19 на источник. Конденсатор 19 в этом случае может быть заряжен до удвоенного значения амплитуды Фазного напряжения источника. Через 60 эл.град. от начала отсчета потенциал точки с становится выше потенциала точки в. При этом вновь начинается процесс заряда промежуточного конденсатора 13, но по другой цепи: фаза 3, промежуточный конденсатор 13, диод 10, фаза 4, фаза 3. Линейное напряжение фаз 3-4 источника достигнет максимального зна.чения Од через 150 эл.град. отначала отсчета.Через 90 эл.град. от начала отсчета потенциал точки й становитсявыше потенциала точки в, с этогомомента начинается заряд конденсатора 14 по цепи: фаза 4, управляемыйключ 17, диод 11, промежуточный 1 О конденсатор 14, фаза 4, Через180 эл.град. от начала отсчета процесс заряда конденсатора 14 закончится, при этом напряжение на нембудет равно величине максимального 15 фазного, т.е. О ф . В этот моментвремени диод 11 закрывается и предотвращает разряд конденсатора 14на источник; мгновенное значениенапряжения на фазной обмотке 4 начинает уменьшаться по абсолютнойвеличине, поэтому суммарное напряжение фазной обмотки 4 и конденсатора 14 возрастает по абсолютной величине так, что к аноду диода 8 при.кладывается положительный потенциал. Диод 8 открывается, когда суммарное напряжение фазы 4 источникаи конденсатора 14 будет выше напряжения на конденсаторе 19. При этомначинается процесс подзаряда дополнительного конденсатора 19 поцепи: промежуточный конденсатор 14,диод 8, дополнительный конденсатор19, управляемый ключ 17, фаза 4,промежуточный конденсатор 14, Под заряд прекращается при достижениинапряжения на конденсаторе 19 удвоенного значения максимального фазного, т.е. 2 О,фСпустя некоторую часть периода 40 изменения питающего напряжения после начала заряда дополнительногоконденсатора 19 и окончания зарядапромежуточного конденсатора 13 начинается процесс алгебраического 45 суммирования напряжения на дополнительном конденсаторе 19, Фаэнойобмотке 3 и на конденсаторе 13.Через 300 эл.град., когда потенциалточки Й достигнет максимального зна.чения точки с, напряжение, действую.щее в укаэанной цепи, достигаетмаксимального значения, равного4,73 Ощф, которое получается засчет суммирования двойного максимального фазного напряжения 2 О ф на до"полнительном конденсаторе 19, фазного напряжения Оф фазы 3 источника 1 и линейного напряжения Она промежуточном конденсаторе 13.Таким образом, в течение периодаизменения питающего напряжения Формируется зарядный импульс с амплиту.дой напряжения равной 4 73 ОмФ .При подключении к выходным клеммам устройства полностью разряжен ного основного накопительного кон1081780 Составитель Г,ЖуравлевРедактор С.Патрушева ТехредТ.Фанта Корректор В. Бутяга Заказ 1564/51 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, З, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП ффПатентф, г; Ужгород, ул. Проектная, 4 денсатора 15,промежуточные накопительные конденсаторы 12-14 и 19 от- дают ему энергию, запасенную ими ранее от источника,Таким образом, введение зарядного диода и дополнительного кон.денсатора позволит увеличить напряжение на накопительном конденсаторе на 6 и повысить тем савим на 12 энергию, запасаемую в нем эа то же время зарядки, что и в известном 5 устройстве.