Генератор импульсов тока

/53,скийели ических уст ат, 1983, о СССР 1981,Ф 4 й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ 4135238/24-2116.10.8615.03,89. Бюл. ОцТомский политехниим. С.М. КировцаБ.А. Багинский и(56) Авторское свидетеУ 171943, кл. Н 03 К 3Беркович Е.И., Ивенристорные преобразоватчастоты для электротехновок. Л.: Энергоатомис. 166, рис. 4.16.Авторское свидетельУ 993442, кл. Н 03 К 3 4) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА7) Изобретение может быть испольвано при построении систем управления генераторов для питания электромагнитных циклических ускорителейи других индуктивных нагрузокЦельизобретения - повышение КПД генератора - достигается за счет сниженияпотерь в накопительном конденсаторе.Для этого в генератор дополнительновведены формирователи 10 и 11 импульсов, а распределитель 9 импульсов выполнен в виде нечетного числа последовательно соединенных элементов12,1-12,п задержки, Кроме того, генератор содержит мост из вентилей 1-4,накопительный конденсатор 5, индуктивную нагрузку 6, зарядное устройство 7 и задающий генератор 8Достигаемый положительный эффект тем больше, чем больше скважность и числоимпульсов, генерируемых в серии,3П Гргтгцце отцос )т, ь с имп)цьс"ц) Гхц 1 кс и лГ);чт быь испоь.ОБ Я"цс при цс)ст 1)ос)циц с:управленц.:гснератЯриз дзря пит)ННГ,:)зектромаг -цито в 1 ис цических ч" 1101)це ей и ц)г1 их ицл уктивцых цс гру з с)к,Цс) )зоб ретел) - )с)цьвоецие 1(Пгенератора импульсоз тэк,. за счетснижения потерь в цако:;:ителИГОМ коцде цг ато )с.,Па ср г, 1 из ображе из трицципиальная э)ектичегкся схема генератораилцу.ьсоОка с. Г ремя з. емс нтамизадержки; ня фиг 2 я и фиг. 2 б15дищрал 1 Г) ,)ясвингом и, ц 1 кс)питс) П 1цом конденсаторе и тока нагрузкипри неравномерном распределении им,пульс.ов формируемых блоком управления, соотиезс 1 вецно на Г)иг, ЗЯ ис, ц . 1 "0фиг, 2 б - диаграммы цапряжесия ця Бак о пи тс". ль и см к 01 де 1 с я 70 рс. и ток а ц 1грузки при равцомеристм ра =пределацци импульсов, фо 1)мируеЫх блоком упрявлецця, соответствецнсГецерат)р импульсов тока содержггЛост из церного 1 вторсго 2, третьего 3 и Нет;гртого 4 вентилей. Анодперв)го Бецтцля 1 и катод третьеговентиля 3 соединены межпу собой ц301 ьодклю"ецы через цякоци гельцый соццецсятор 3 к аноду Бто 1 ЯОГО вентиля 21 Г. к я т с д ус. т ц е Г т О го е с ц т з ю )1 4,. К я т оры первогои второго 2 вентц)ейСоединены с рез ицукт)сц ю цагру.зкуб с яцс)дами третьее О .) и етвертогс;вентц)е 1,. Генератор импульсов токатакже годержит зарядное устройствои прследорательцо срединецц.е зяДяои генератор 8 и ряс 1 редезцзтельИмлулье)Б, НЕ)ВЫР О " БТОрОЙ 11фсзрмзрс) цяели цмпульг.ов, "-арядцоеустро)Ство 7 подк,пючеко параллельноМасонтецьному конденсатору 5) а)ас 1 ц)еделцтель 9 Илпульсов выполненВ виде цсчетцого числа последовательо соединенных элемсзнтов 12.1) 12,212.п ззгержкц причем входы перво оформирователя 10 импульсов подключеы к Бхо;ам элементов 12 1, 12,312 П задержки с нечетным номером я 50кТГ)рцт формирователя 11 импульсовк выходам этих элементов 12,1, 12.3-.и задержки выходь первого формц)ОБЯТГ ця 10 импульсов подклочец купрацлякщцм Бходам первоо 1 и четБЕРТ, Г: Г БГ ЦтИЛЕЦ, Я ВЫХОЦ ВтоРСГОсор)Ир Б 1)Г 11 импуцьсов подключенк уц, коцм входам второго 2 црк,БГ цтшей. Гене)Г)гр импульсов тока работает следукнццм с)брязом.В пер)ый момент 1 зремени с. блОко управления вырабатывает отпирающий импульс который поступает на управляющис входы вентилей 1 и 4, в ре-. зультате чего вентили 1 и 4 отпираются и накопительный конденсатор, предварительно зяряжецнлЙ с полярностью, указанной на фиг, 1, лерезаряжяется через них и индуктивную агрузку 6 (фиг, 2 б) до исходного уровня цапряжеция обратной полярности. Восстановление исходного уровня напряжения обеспечивает зарядное устройство 1 От ммента 1) до1 в нагрузке формцруется импульс тока синус;сида;1)иой форлы. В момент 1:, с задержкой, равной длительности импульса тока, второй формирователь 1 формирует о гпирающпй импульс5 поступяоцц ця упрявляощце входы зецтилей 2 и 3. Б результате чего цсц )эли 2 ц 3 отпираются и накопите.пьцый конденсатор 5 вновь перезаряжяется (фиг, 2 я) через них и индуктиццую нагрузку 6 до напряжения первоцачазп".Ой полярности. Полярность тока Ез .1)узке Остается неизменной, Зятем в моменты :, и :э с задержкой, также рянцой длительности импульса тока нагрузки, формирователи 10 и 11 импульсо) Б,рабатывякт импульсы, опиряюИе соотцетственцо вентили 1 ц 4 или 2 и 3, При четном числе им-, ПУЛЬСОВ В СЕРИИ ПОЛЯРНОСТЬ НЯПРЯЖЕ ция ця накопительном конденсаторе 5 Б начале и конце серии одинакова, .Это приводит к появлению постоянной составляющей Б напряжении на накопительном конденсаторе, которая будет Отсутствовать при нечетном числе отпиряющих импульсов, Появление постоянной составляющей в напряжении при прочих равных условиях приводит к сцижецию потерь в конденсаторе, Число импульсов в серии (в рассматриваемом примере - четыре) за период Т с, =- - серии остается таким же, кяк в прототипе при равномерном распределении импульсов внутри периода Т,), когда временной интервал Т р между импульсами одинаков и равен Т р =ТоТ, где М - число импульсов за время ТЕагет потерь ведут используя метод ряз.ожения несинусоидального напряжения ц ряд Фурье и суммирования пт р от отдельных гармоник,полагая при расчете, что 1;р Ю - коэффициент потерь диэлектрика накопительного конденсатора постоянен.Потери Р, в конденсаторе с ем 5 костью С при синусоидальном напряжении частотой сд и амплитудой У равны(1)1 О Р= 0,5 Цо С С 8 д . Потери Р в конденсаторе в случаенесинусоидального напряжения равны Дпя напряжения, форма которого приведена на фиг, 2 а и фиг, 2 б получим еСО 30зп п/Я)п(Ц 8-4 п)2 88 ИКс, ф 1 где Б=Т /с==Т /М с скважность импульсов тока нагрузки; 35длительность импульсатока нагрузки; Я=2,4,6, - четное число.Положительный эффект использова 40 ния предлагаемого генератора импульсов тока имеется всегда, причем он Р = Р, и ( -- -)= Р, К (2)Б гО:1 п15 где п - номер гармоники;Н - амплитуда п-й гармоники;Кс - коэффициент изменения потерь в конденсаторе принесинусоидальном напряжении, равный Кс = Рс РсоКоэффициент К для напряжения, форма которого приведена на фиг. За и фиг, Зб, равен16 Я - сов (п 7/28) 25К ------ -. (3)с Р , п(Яп)тем больще, чем больше скважность 8 и число И импульсов в серии. Например, при Б = 5 и И = 6 можно снизить потери в накопительном конденсаторе вдвое.Формула изобретенияГенератор импульсов тока, содержащий мост из первого, второго, третьего и четвертого вентилей, анод первого и катод третьего вентилей соединены между собой и подключены черезнакопительный конденсатор, к анодувторого и катоду четвертого вентилей,катоды первого и второговентилей объединены и через индуктивную нагрузку соединены с анодами третьего и четвертого вентилей, зарядное устройствои последовательно соединенные задающий генератор и распределитель импульсов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения КПД засчет снижения потерь, в него введеныпервый и второй формирователи импульсов, зарядное устройство подключено параллельно накопительному конденсатору, а распределитель импульсов выполнен в виде нечетного числапоследовательно соединенных элементов задержки, причем входы первогоформирователя импульсов подключенык входам элементов задержки с нечетным номером, а второго формирователя импульсов - к восходам этих элементов задержки, выходы первого формирователя импульсов подключены к управляющим входам первого и четвертого вентилей, а выход второго формирователя импульсов подключен к управляющим входам второго и третьеговентилей,,Составитель В.Чижиковактор ЛРевин Техред Л.Сердюкова Патай Коррек Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,10 Заказ 953/5ВНЩПИ Госуд Тираж Р 79твенного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Раув Подписноетениям и открытиям при ГКИТ СССРскан Баб., д. 4/5