Устройство заряда емкостного накопителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 52416 09) 53, Н 02 И 7/1 О 5114 Н 0 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ческий Щербинино СССР1977.СССР1983.СТНО(57) Изобретен ным источникам ся к импульс- и преднаэнаго накопительсов. относпитани емкостноощных импуия являе чено для заря ля генератора Целью иэобрет я ул ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(54) УСТРОИСТВО ЗАРЯДА ЕМКОГО НАКОПИТЕЛЯ ние энергетических и удельных массогабаритных характеристик. Устройствозаряда емкостного накопителя содержит трехфазный источник 1 переменного тока, диоды 2-4, образующие катодную группу, диоды 5-7, образующиеанодную группу, емкостной накопитель8; выходные выводы 9-11 трехфазногоисточника переменного тока, токоограничивающие конденсаторы 12-14, дополнительные диоды 15-17, обмотки 1820 трехобмоточного дросселя 21, Введение трехобмоточного дросселя 21позволяет снизить неравномерностьзагрузки источника переменного токав течение зарядного цикла и уменьшить амплитудное значение зарядноготока по сравнению с его средним значением, 1 ил.Изобретение относится к импульсным источникам питания и предназначено для заряда емкостного накопителя генератора мощных импульсов.5Целью изобретения является улучшение энергетических и удельных массогабаритных характеристик устройства путем уменьшения неравномерности загрузки источника переменного тока в течение зарядного цикла и уменьшения амплитудного значения зарядного тока по сравнению с его средним значением,На чертеже представлена схема устройства заряда емкостного накопителя.Устройство содержит трехфазный источник 1 переменного тока, диоды 2-4, образующие катодную группу, и диоды 5-7, образующие анодную группу, соединенные с обкладками емкостного накопителя 8, Выходные выводы 9-11 трехфазного источника переменного тока соединены через токоограничивающие конденсаторы 2-14 с точками сое . динения диодов катодной группы и до полнительных диодов 15-17, другие выводы которых через обмотки 18 - 20 трехобмоточного дросселя 21 соединены с точками соединения диодов анодной группы с выходными выводами трехФазного источника переменного токаУстройство работает следующим оразом,Полагают, что ток конденсаторов12-14 в течение одного интервала эаря 35да или разряда остается постоянным,равным среднему значению для данногоинтервала. Это условие примерно выполняется за счет пндуктивностей обмотокдросселя 21 и при введении небольшой 40по величине сглаживающей индуктивности, включаемой последовательно семкостным накопителем 8.В процессе заряда емкостного накопителя 8 происходит периодический заряд и разряд конденсаторов 12-14, Заряд происходит под действием линейныхнапряжений на выводах 9-11 через обмотки 18-20 и дополнительные диоды15-17. Длитсльность заряда каждогоиэ конденсаторов примерно равна однойтретьей периода, а переход зарядноготока иэ одной цепи в другую происходит скачком, благодаря магнитной связи между обмотками 18-20 дросселя 21,55так как индуктивности обмоток выбираются такими, чтобы в магнитопроводедросселя 2 создавался непрерывныймагнитный потокВ результате магнитной связи между обмотками 18-20 при нвпрерывном магнитном потоке появляется зависимость угла переключения зарядных цепей от изменения напряжения на токоограничивающих конденсаторах 12-14, определяемая выражением2П эы( Ц+- э 1 п Ч1 и нл 1где Ц - амплитуда линейного напрягижения источника переменного тока;0 ,Ц -конечное и начальное напрярНО+жение на токоограничивающих конденсаторах в п ии + 1 интервалах заряда,Ч и - углы соответствующие моментам переключения зарядныхцепей в и и и + 1 интервалах заряда,Из приведенного выражения видно,что прис = ,1 различие напряжений наконденсаторах в конце и и начале и+интервалов приводит к возникновению опережающих углов переключения зарядных цепей относительно моментов ес-, тественной коммутации, определяемых равенством мгновенных значений линейных напряжений источника переменного тока, С увеличением разности 1 щ -Ц возрастают опережающие углы переключения зарядных цепей и, следовательно, уменьшаются средние значения входного напряжения источника и напряжения токоограничивающих конденсаторов на интервале их подключения к зарядной цепи.В промежутке времени, когда выполняется условие отпирания диода 16, происходит заряд конденсатора 13 под действием линейного напряжения между выводами 9 и 1 О по цепи: вывод 9, обмотка 19, диод 16, конденсатор 13, вывод 10 полярностью, указанной на чертеже. Поскольку напряжения на обмотках 18-20 равны между собой, то с увеличением линейного напряжения между выводами 1 О и 11 в момент времени, когда оно будет меньше напряжения между выводами 9 и 1 О на величину разности напряжений на конденсаторах 13 и 4, к диоду 16 прикладывается запирающее напряжение, а ток обмотки 19 переходит в обмотку 20. Начинается заряд конденсатора 14 по цепи: вывод 10, обмотка 20, диод 17, конден524163 6конденсатор 12, диод 2, емкостцой накопитель 8, диод 5, вывод 11. Даннаяцепь проводит ток до момента времецц,5когда возрастающее фазисе напряжениевывода 1 О совместно с напряжениемконденсатора 13 зададут аноду диода3 наиболее положительный потенциал.С этого момента времени емкостцойнакопитель 8 будет заряжаться по цепи; вывод 10, конденсатор 13, диод3, емкостной накопитель 8, диод 5,вывод 11 и т.д.К емкостному накопителю 8 на каж 5 дом, из интервалов подключения фазприкладываются средние значения напряжений источника 1 переменного тока инапряжения токоограничивающих конденсаторов 12-14, В начале заряда, ког 20 да напряжение на емкостном накопителе 8 близко к нулю, ток разряда токоограничивающих конденсаторов 12-14увеличивается, что приводит к увеличению разности напряжений 11 -цц25 как для зарядных, так и дпя разрядных цепей. Опережающие углы переключения зарядных и разрядных цепей возрастают, что приводит к уменьшениюпрактически до нуля средних значений30 напряжений на выходе источника 1 переменного тока и на токоограничивающихконденсаторах 12-14 и, следовательно, к ограничению среднего зарядноготока емкостного накопителя 8,35С уменьшением тока разряда конденсаторов 12-14 по мере повышениянапряжения на емкостном накопителе 8углы опережения моментов естественнойкоммутации уменьшаются и средние эна,1 О чения напряжений на выходе источника1 переменного тока и на токоограцичивающих конденсаторах 12-14 возрастают,поддерживая постоянство зарядноготока. 15 Максимальное напряжение ца емкостном накопителе 8 в конце заряда ндва раза превьппает амплитуду линейного напряжения источника 1 перемен ного тока. 51 сатор 14, вывод 11. При дальнейшем увеличении линейного напряжения между выводами 11 и 9 выполняется условие отпирания диода 15 и происходит заряд конденсатора 12 по цепи: вывод 11, обмотка 18, диод 15, конденсатор 12, вывод 9.Разряд токоограничивающих конденсаторов 12-14 осуществляется на емкостной накопитель 8 через диоды 5-7 анодной группы, фаэнце обмотки источ ника 1 переменного тока и диоды 2-4 катодной группы. Диоды 5-7 анодной группы поочередно включаются в цепь разряда в моменты времени, когда соответствующее напряжение фазных выво дов 9-11 наиболее отрицательно, Из диодов 2-4 катодной группы в проводящем состоянии находится ток, который имеет наиболее положительный потенциал анода, определяемый суммой линейного напряжения фазных обмоток источника 1 переменного тока и напряжения ца токоограничивающем конденсатоРе, включенном последовательно с диодом в цепи разряда. Длительность разряда каждого иэ конденсаторов 12-14 составляет примерно одну треть периода, Поскольку напряжение токоограничивающего конденсатора в процессе разряда на п интервале уменьшается по сравнению с напряжением на кон-денсаторе, подключаемом в и +, 1 интервале, переключение диодов 2-4 катодной груп 1 ы происходит с опережающим углом относительно моментов естественной коммутации. При этом так же, как и в цепях заряда, с увеличением разности напряжений на токоограничивающих конденсаторах 12-14 в конце и начале разряда возрастает угол опережения при включении диодов.В течение времени, когда фаэное напряжение вывода 10 цаиболев отрицательно, а положительное фазное напряжение вывода 9 совместно с напряжением конденсатора 12 создает на аноде диода 2 наиболее высокий потенциал, открываются диоды 2 ц 7, Емкостной накопитель 8 заряжается током по цепи: вывод 9, конденсатор 12, диод 2, емкостной накопитель 8, диод 7, вывод 10, Примерно через одну шестую часть периода питающей сети фазисе напряжение вывода 1 становится более отрицательным, и ток заряда емкостного накопителя переходит из диода 7 в диод 5, замыкаясь по цепи: вывод 9,Формула изобретения Устройство заряда емкостцого накопителя, содеРжащее трехфазный источник переменного тока и выпрямитель, состоящий из трех параллельных ветвей, в каждой из которых включены последовательно и согласно по три524163 Составитель А. ПетровРедактор А. Иандор Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова Заказ 7054/56 тираж 884 Подписное м ВЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 КНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгорол, уз. Гагарина, 101 диода, причем аноды и катоды крайнихдиодов, образующих анодную и катодную группы, подключены соответственно к первой и второй обкладкам емкостного накопителя, выходные выводытрехфазного источника переменноготока соединены через токоограничивающие конденсаторы с точками соединения анодов диодов катодной группы икатодов дополнительных диодов и непосредственно с катодами диодов других ветвей анодной группы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюулучшения энергетических и удельныхмассогабаритных характеристик, дополнительно введен трехобмоточныйдроссель, каждая из обмоток котороговключена в одну из ветвей выпрямителя между анодом дополнительного диода и точкой соединения катода диодаанодной группы с выходным выводомтрехфазного источника переменноготока, причем обмотки дросселя включены согласно.