Формирователь импульсов тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(59 Н 05 Н 7 04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в у) Р 1 нагрузор и уп-. ирующий йся ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Н,А.Иванников и С,А,Симкин (71) Тольяттинский политехнический институт(56) 1 Бахарев Н.П., Ивашчн В,В., Милорадов И.А. Схемы питания импульсного индукционно-динамического преобразователя с форсировкой рабочего процесса при больших перемещениях якоря. В сб. Импульсные электро- механические и полупроводниковые преобразователи энергии. Куйбышевский авиационный институт, 1978, с.119- 122 (аналог) .2. Авторское свидетельство СССР В 171943, кл. Н 05 Н 7/04, 1965 (прототип) .(54)(57) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий зарядный блок, на выходе которого включен емкостной наЯ 01132375 копитель, один вывод которого соединен с первым выводом первого разрядного коммутатора, второй разрядный коммутатор, индуктивную ку, коммутирующие конденсат равляемый вентиль, рекупер вентиль, о т л и ч а ю щ и тем, что, с целью повышения КПД и частоты следования импульсов, второй вывод первого разрядного коммутатора через последовательно соединенные второй разрядный коммутатор и индуктивную нагрузку соединен с вторым вы" водом емкостного накопителя и анодом рекуперирующего вентиля, катод которого соединен с первой обкладе кой коммутирующего конденсатора и анодом коммутирующего управляемого вентиля, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод коммутирующего конденсатора подключен к второму выводуАМ первого разрядного коммутатора,1132375 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания активно-индуктивных нагрузок, например обмоток возбуждения электромеханических преобразователей энергии.Известны формирователи мощггыхимпульсов тока специальной формыдля питания обмоток возбуждения импульсных электромеханических преобразователей однополярными импульсами тока с последующей рекуперациейэнергии магнитного поля из электромагнита преобразователя в электричес"кую энергию емкостного накопителя, 15Эти формирователи содержат источникпостоянного напряжения, емкостнойнакопитель, в качестве которого наиболее часто используются конденсаторные батареи, управляемые и неуправляемые полупроводниковые приборы, подключающие обмотку возбуждения преобразователя к накопителю иобеспечивающие рекуперацию энергиимагнитного поля в емкость Ц . 25Однако этот формирователь непозволяет получить в нагрузке однополярный квазитрапецеидальный импульс тока различной длительности иамплитуды при частичном разряде емкостного накопителя, .что. необходимодля регулирования мощности импульсного электромеханического преобразователя энергии,Наиболее близким по технической 35сущности к данному изобретению является формирователь импульсов тока,первоначально предложенный для питания обмоток возбуждения циклическихускорителей, и в настоящее время широко используемый для питания обмотоквозбуждения электромеханических преобразователей, например обмоток возбуждения двигателей возвратно-поступательного движения. Формирователь 45импульсов тока содержит зарядныйблок, на выходе которого включен емкостной накопитель, один вывод которого соединен с первым выводом пер-.вого разрядного коммутатора, второй 50вывод которого через последовательносоединенные индуктивную нагрузку ивторой разрядный коммутатор подключенк второму выводу емкостного накопителя, параллельно каждому разрядному 55коммутатору включены коммутирующиеконденсатор и управляемый вентиль,а нагрузка через рекуперирующие вен" 2тили соединена с емкостным накопителем, параллельно каждому коммутирующему конденсатору включены перезарядные вентиль и индуктивность. Этот формирователь имеет индивидуальную коммутацию силовых ключей, благодаря которой в нагрузке можно формировать импульсы тока квазитранецеидальной и квазитреугольной формы различной амплитуды и длительности при частичном разряде емкостного накопителя 21Недостатками этого формирователя являются наличие большого числа управляемых и неуправляемых приборов, недостаточно высокий КПД из-за потерь энергии в цепях заряда и пере- заряда коммутирующих конденсаторов и отсутствие форсировки гашечия магнитного ноля электромагнита, так как рекуперация энергии происходит в тот же накопитель, что несколько снижает максимально возможную частоту посыпок импульсов тока в обмотку возбуждения электромагнита. Невозможность выполнения заземления накопителя и нагрузки также является недостатком этого формирователя.Цель изобретения - повьппение КПД и частоты следования импульсов.Эта цель достигается тем, что в формирователе импульсов тока, содержащем зарядный блок, на выходе которого включен емкостной накопитель, один вывод которого соединен с первым выводом первого разрядного коммутатора, второй разрядный коммутатОр, индуктивную нагрузку, коммутирующие конденсатор и управляемый вентиль, рекуперирующий вентиль, второй вывод первого разрядного коммутатора через последовательно соединенные второй разрядный коммутатор и индуктивную нагрузку соединен с вторым выводом емкостного накопителя и анодом рекуперирующего вентиля, катод которого соединен.с первой обкладкой коммутирующего конденсатора и анодом коммутирующего управляемо-. го вентиля, катод которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, второй вывод коммутирующего конденсатора подключен к второму выводу первого разрядного коммутатора. На фиг.1 приведена принципиальная схема формирователя; на фиг,2 - диаграммы тока и напряжения на элементах схемы.35 3 1132Формирователь импульсов тока содержит зарядный блок 1, на выходекоторого включен емкостной накопитель 2, первый и второй разрядныекоммутаторы в качестве которых ис 15пользованы тиристоры 3 и 4, коммутирующий управляемый вентиль на тиристоре 5, рекуперирующий вентиль надиоде 6, коммутирующий конденсатор 7,индуктивную нагрузку 8. "Минус" блока 1 соединен с вторым выводом емкостного накопителя 2, анодом диода 6 и с выводом нагрузки 8, другой вывод нагрузки 8 соединен с катодами второго и третьего тиристоров 4 и 5. Коммутирующий конденсатор 7 вторым выводом подключен ккатоду тиристора 3 и аноду тиристора 4, а первым выводом - к аноду тиристора 5 и катоду диода 6, анодтиристора 3 соединен с"плюсом" блока 1 и первым выводом емкостногонакопителя 2.В формирователях импульсов токаподобного типа емкость накопителя 2,как правило, значительно большекоммутирующей емкости конденсатора 7,Ее параметры выбираются такими, чтобы с одной стороны после окончаниярекуперации энергии магнитного поляЭОобмотки возбуждения в емкость напряжение на ней быпо незначительнобольше напряжения на накопителе 2,с другой - при рекуперации обеспечивалась бы форсировка "гашения" магнитного поля обмотки возбуждения,На фиг.2 кривая 9 изображает изме.нение тока нагрузки за время одногоимпульса, кривая,10 - напряжение наемкостном накопителе и кривая 11напряжение на конденсаторе 7,40формирователь импульсов работаетследующим образом.В начальный момент (фиг.2) отсхемы управления включаются тиристоры 3 и 4 и емкостной накопитель 2,начальная полярность напряжения накотором показана на фиг.1, разряжается на нагрузку 8. В результатеразряда накопителя 2 напряжение нанем (кривая 10) уменьшается, а ток50в нагрузке 8 (кривая 9) увеличивается. В момент времени 1 от схемыуправления включается тиристор 5и напряжение конденсатора 7 (кривая 11), первоначальная полярность 555 375 4которого показана на фиг.1, прикладывается к тиристору 4 и он выключается,С момента времени 1 накопитель 2и конденсатор 7 совместно разряжаются на нагрузку 8, ток в ней несколько увеличивается. В момент времени 1, когда алгебраическая сумманапряжений на накопителе 2, конденсаторе 7 и нагрузке 8 станет равнойнулю, откроется диод 6 и ток нагрузки, протекающий по цепи; нагрузка 8 - ,накопитель 2 - тиристор 3 - конденса- .тор 7тиристор 5, перехватываетсяв цепь: нагрузка 8 - диод 6 - тиристор 5. С этого момента времени тиристор 3 обесточивается и выключается,в токе нагрузки начинает Формироваться плоская вершина, спад которойобусловлен наличием активных потерьв электромагните, а накопитель 2начинает подзаряжаться от зарядногоблока 1.В момент временй тот схемыуправления снова открывается тиристор 4, напряжение конденсатора 1прикладывается к тиристору 5 и он выключается. С этого момента времениток нагрузки протекает по цепи; нагрузка 8 - диод 6 - конденсатор 7тиристор 4, поэтому энергия, не использованная в нагрузке 8, начинает возвращаться в конденсатор 7,т.е. происходит рекуперация энергиив конденсатор 7.В момент временився энергиянагрузки 8 перейдет в конденсатор 7,поэтому ток нагрузки уменьшается донуля, тиристор 4 и диод 6 обесточиваются и выключаются, а формирователь с этого момента времени сноваготов к повторному включению,Так как величина емкости конденсатора 7 меньше, чем величина емкости накопителя 2, задний фронт тока нагрузки круче переднего, чтоуменьшает в целом длительность токанагрузки и, следовательно, позволяет увеличить частоту посылок импульсов тока в нагрузку.По сравнению с прототипом предлагаемый формирователь импульсов несодержит дополнительных цепей заряда и перезаряда коммутирующих емкостей, что позволяет увеличить КПДи частоту следования импульсов тока.1132375 Составитель И.БеляковТехред Ж.Кастелевич орректор О.Лугова едактор Т.Колб Заказ 9807/45 3 филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 782ПИ Государственного делам изобретениМосква, Ж, Рауш Подписомитета СССРоткрытийая наб., д.4/5