Генератор импульсов тока

(57) Изобретенися для питаниямагнитные поля,ния индукторов ЬСОВ ТОКА ожет использоватьоток, создающих частности для питаф ановок индукционГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 997236, кл, Н 03 К 3/53, 198 1,Авторское свидетельство СССРВ 849458, кл, Н 03 К 3/53,1979,Лившиц А,Л. Генераторы импульсовЭнергия, 1970, с,165, рис.8-6 б., 1431037 А 1 ного нагрева. Цель изобретения - повышение КПД, Генератор содержит источник 1 питания, параллельно которому подключены цепочка из накопительного конденсатора 13 и первичной обмотки трансформатора 14 и цепочки из коммутирующих тиристоров 3-5 и коммутирующих конденсаторов 6-8. Между средней точкой цепочки накопительного конденсатора 13 и остальными цепочками через дроссель 2 включены разрядные тиристоры 9-11. Дополнительная обмотка трансформатора 14 через диод 15 подключена параллельно накопительному конденсатору 13. Устройство обеспечивает компенсацию по-ф стоянной составляющей и улучшает гармонический состав выходного тока. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.С:Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для питания обмоток, создающих маг" нитные поля, в частности для питания установок индукционного нагрева.Целью изобретения является повышение КПД за счет уменьшения постоянной составляющей и коэффициента гармоник выходного тока. 1 ОНа фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого генератора импульсов тока, на фиг.2 - временные диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие работу устроиства. 15иГенератор импульсов тока содержит источник 1 питания, нагрузку 2, коммутирующие тиристоры 3-5, соединен" , ные с конденсаторами 6-8, точки сое-динения которых через разрядные ти" 20ристоры 9-11 соединены с дросселем 12, второй вывод которого подключен к последовательно соединенным накопительному конденсатору 13 и первичной обмотке трансформатора 14, подключен ным параллельно источнику 1, к вторичной обмотке трасформатора 14 подФс ключена нагрузка 2, а дополнительная обмотка трансформатора через диод 15 подключена параллельно накопительно- ЗО му конденсатору.На фиг2 кривая 16 - ток в первич,ной обмотке трансформатора, кривые 17-19 - напряжения на конденсаторах 6-8.35Устройство работает следующим образом.В установившемся режиме через накопительный конденсатор 13 и первичную обмотку трансформатора 14 протекает ток источника 1 питания, обус" ловленный потерями энергии в нагрузке и других элементах схемы. При этом ток источника 1 питания, протекающий через первичную обмотку трансформатора 14, является намагничивающим. К моменту времениконденсаторы заря,жены с полярностями, указанными на фиг,1,В момент времени е включается коммутирующий тиристор 3 и начинается совместный разряд конденсатора б и накопительного конденсатора 13 через первичную обмотку трансформатора 14 (кривая 17) . Ток нарастает в размагничивающем направлении по оинусоидальному закону (кривая 16), Емкость накопительного конденсатора 13 значительно больше емкости конденсатора 6. Гоэтому при совместном разряде напряжение на нем остается практически постоянным и разряжается в основном только конденсатор б. Разрядившись до нуля, конденсатор 6 перезаряжается вначале под действием энергии накопительного конд .нсатора 13, а по достижении им напряжения накопительного конденсатора 13 под действием энергии, запасенной в индуктивности нагрузки 2 и индуктивности рассеяния трансформатора 14, При этом меняется знак напряжения на первичной обмотке трансформатора 14, и ток в ней начинает уменьшаться. В момент временинапряжение на дополнительной обмотке достигает напряжения на накопительном конденсаторе 13 и открывается диод 15Ток из первичной обмотки перехватывается в дополнительную обмотку и через диод 15 подзаряжает накопительный конденсатор 13. При этом коммутирующий тиристор 3 обесточивается и запирается. Напряжение наконденсаторе 6 в этот момент равно сумме напряжений накопительного конденсатора 13 и первичной обмотки трансформатора 14, При равенстве числа витков первичной и дополнительной обмоток трансформатора 14 напряжение на конденсаторе 6 в два раза больше напряжения на накопительном конденсаторе 13. По мере заряда накопительного конденсатора 13 ток через диод 15 уменьшается и в момент С спадает до нуля. При этом диод 15 закрывается.В момент времени С открываетсяэтиристор 10 и конденсатор 7 перезаряжается через дроссель 12 и первичную обмотку выходного трансформатора 14 (кривая 18), По цепи протекает ток в направлении, намагничивающем трансформатор 14 (кривая 16). Перезаряд конденсатора 7 происходит по колебательному закону. В момент времени 4 ток через тиристор 10 спадает до нуля и тиристор закрывается. В момент времениоткрывается коммутирующий тиристор 5 и начинается перезаряд конденсатора 8 через первичную обмотку трансформатора 14 (кривая 19). Ток через нее нарастает по синусоидальному закону в размагничивающем направлении (кривая 16), При достижении напряжением на конденсаторе 8 напряжения, равного по величине напряжению на накопительном конденсаторе 13, суммарное напряжение, при 1431037кладываемое к первичной обмотке трансформатора 14, становится равным нулю, при этом ток в цепи максимальный. Далее конденсатор 8 заряжается под дей 5 ствием энергии, запасенной в индуктивности нагрузки 2 и индуктивности рассеяния трансформатора 14, и в момент времени й достигает величины напряжения, в два раза большего напряжения на накопительном конденсаторе 13. В этот момент открывается диод 15 и ток из первичной обмотки перехватывается в дополнительную обмотку трансформатора 14. При этом закрывается тиристор 5 и прекращается заряд конденсатора 8. Ток через диод 15 уменьшается по мере подзаряда накопительного конденсатора 13 и в моментспада тока до нуля он закрывается.7В момент времени Тв открывается тиристор 9 и начинается перезаряд конденсатора 6 через дроссель 12 и первичную обмотку трансформатора 14 (кривая 17), Ток перезаряда изменяет ся по колебательному закону (кривая 16) и в моментспада тока до нуля тиристор 9 закрывается. При этом конденсатор 6, перезаряжаясь через дроссель 12 и первичную обмотку, создает ток, намагничивающий трансформатор 14. За счет энергии дросселя 12 и индуктивности нагрузки 2 конденсатор 6 перезаряжается практически до величины напряжения, равного первоначально 1 35В момент времени С,р открывытся коммутирующий тиристор 4 и начинается перезаряд конденсатора 7 (кривая 18), Через первичную обмотку трансформатора 14 протекает в размагничивающем направлении ток, изменяющийся по синусоидальному закону (кривая 16). При достижении напряжением конденсатора 7 напряжения накопительного конденсатора 13 ток в первичной обмотке становится максимальным и напряжение на обмотке трансформатора 14 меняет знак на противоположный. Далее конденсатор 7 заряжается под действием энергии, запасенной в нагрузке 2 и 50 индуктивности рассеяния трансформатора 14. В момент времени Тц напряжение на дополнительной обмотке трансформатора 14 достигает напряжения накопительного конденсатора 13, а 55 напряжение на конденсаторе 7 - двойного напряжения накопительного конденсатора 13. В этот момент открывается диод 15 и ток первичной обмоткиперехватывается в дополнительную обмотку, подзаряжая накопительный конденсатор 13. Заряд конденсатора 7прекращается и напряжение на нем остается постоянным до момента открывания тиристора 10. Коммутирующий тиристор 4 при этом обесточивается изакрывается. Ток через диод 15 уменьшается, и при спаде така до нуля вмомент С, диод 15 закрывается.В момент времени Т, открываетсявспомогательный .иристор 11 и конденсатор 8 перезаряжается через дроссель 12 и первичную обмотку трансформатора 14, формируя полуволну намагничивающего тока (кривые 16 и 19) .В момент С заканчивается перезарядконденсатора 8 и тиристор 11 закрывается, Напряжение на конденсаторе8 по абсолютной величине при этомпрактически равно первоначальному.В момент времени С, открываетсятиристор 3 и далее процессы повторяются. Процессы, протекающие при работе коммутирующих тиристоров 3-5 каки при работе тиристоров 9-11, полностью идентичны,Из описания принципа работы генератора видно, что через первичнуюобмотку трансформатора 14 протекаетток в размагничивающем и намагничивающем направлениях, Площадь, ограниченная кривой размагничивающего тока(кривая 16) на интервале проводимости-, коммутирующего тиристора 3,равна площади под кривой намагничивающего тока на интервале С-Т перезаряда конденсатора 7, поскольку величины изменения зарядов конденсаторов 6 и 7 равны (кривая 17 и 18) .При этом размагничивающее действиетока разряда накопительного конденсатора 13 и конденсатора 6 полностьюкомпенсируется намагничивающим токомконденсатора 7, Однако через дополнительную обмотку трансформатора 14 вразмагничивающем направлении при работе диода 15 протекает ток под действием неиспользованной энергии, запасенной в индуктивности нагрузки 2,Компенсация размагничивающего действия этого тока осуществляется токомисточника 1 питания, протекающим внамагничивающем направлении черезнакопительный конденсатор 13 и первичную обмотку трансформатора 145 14310376Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ния постоянной составляющей и коэффициента гармоник выходного тока,1. Генератор импульсов тока, со" второй вывод дросселя подключен к точчдержащии источник питания, нагрузку, 5 ке соединения последовательно вклюИ цепочек коммутирующих тиристоров ченных и подключенных параллельно исаноды которых подключены к плюсовой точнику питания накопительному коншине источника питания, а катоды - к денсатору и первичной обмотке транс"первым обкладкам И конденсаторов, ; форматора, к вторичной обмотке котовторые обкпадки которых подключены к 1 О рого подключена нагрузка.минусовой шине источника питания,точки соединения коммутирующих тирис. Генератор по п.1, о т л и ч аторов и конденсаторов через разрядные ю щ и й с я тем, что трансформатортиристоры подключены к дросселю, имеет дополнительную обмотку, подклюо т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 15 ченную через диод параллельно накопицелью повышения КПД за счет уменьше- тельному конденсатору,Составитель А.ПетровТехред Л.Олийнык Корректор Г.Решетни едакторТ,Парфено Тираж 928 ИИПИ Государствен по делам изобрете 5, Москва, Ж,Заказ 5351 55 е Подписомитета СССРоткрытийая наб д. 4 о и 130 л. Проектная, 4 роизводственно-полиграфическое предприяти Ужгор