Устройство для заряда накопительного конденсатора (его варианты)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Сфветскнв Сфциалнстичееки вРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 041279 (21) 2846342/18-21 с присоединением заявки Йо 2858023/18-21(511 М КдЗ Н 03 К 3/53 Государственный коинтет. СССР яо делан нзобретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к импульсным источникам питания и может быть использовано для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов., Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содер-.жащее положительную и отрицательную клеммыдля подключения накопительного конденсатора, три входных клеммыдля соединения с трехфаэным источником переменного тока, три промежуточных конденсатора и выпрямительный блок, выполненный на шести диодах, между входными клеммами уст15 ройства и мостового выпрямителя вклю" чены промежуточные конденсаторы, осуществляющие ограничение тока заряда, а накопительный конденсатор подключен к выходным клеммам устройстваГ 1. 20 Данное устройство отличается высоким КПД заряда, но характеризуется невысокими удельными показателямн, поскольку максимальная величина 25 напряжения, до которого заряжается накопительный. конденсатор, не превосходит амплитуды линейного напряжения источника питания, а кроме того, она содержит большое число элемеи тов. Все это снижает удельные массо- габаритные показатели устройства.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее две входные клеммы для подключения фазовой обмотки источника переменного тока, положительную и отрицательную выход-ные клеммы для соединения с, заряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторйую цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода и доэирующего конденсатора, подключенные к входным клеммам устройства, к точке соединения конденсатора и катода диода подключен анод зарядного диода, катод которого образует положительную выходную клемму, отрицательная клемма соединена с входной клеммой, связанной с анодом диода 21.,Известное устройство отличается большой простотой, но характеризуется относительно низкой скоростью передачи энергии, так как передает в накопительный конденсатор за пери" од изменения питающего напряжения только один зарядный импульс, энергия которого целиком проходит также через доэирующий конденсатор. Это приводит к ухудшению массо-габаритных показателей устройства в целом.Целью изобретения является Улуч" шение массо-габаритных .показателей устройства. путем увеличения скорости передачи энергии источника пере,менного тока.Поставленная цель достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора" (вариант 1), содержащее две входные клеммы для подключения фаэовой обмотки источника переменного, тока, положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с эаряжаеьщм накопи тельным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода и дозирующего конденсатора, которая подключена к входным клеммам уст-Щ ройства, а к точке соединения катода диода и конденсатора этой цепочки подключен анод зарядного диода, катод которого соединен с положительной выходной клеммой, снабжено дополни-. тельным диодом и тбкоограничивающим. линейным дросселем, а источник пере-. менного тока выполнен трехфазным и его фазовые обмотки соединены по схеме "звезда" с нейтралью, вывод которой подключен к входной клемме, соединенной с дозирующим конденсатором, вторая фазовая обмотка трехфазного источника через токоограничивающий линейный дроссель подключена к отрицательной клемме устройства, а третья фазовая обмотка - к аноду дополнительного диода, катод которого подключен к точке соединениядозирующего конденсатора и анода зарядного диода.Кроме того, поставленная цель дос тигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора (вариант 2), содержащее две входные клеммы для подключения фазовой обмотки источника переменного тока, положи тельную и отрицательную выходные клеммы для соединения с заряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочкую состоящую иэ последовательно соединенных диода и дозирующего конденсатора, которая подключена к входным клеммам устройства,а к точке соединения катода диода и доэирующего конденсатора этой цепочки подключен анод зарядного диода, катод которого подключен к выходной положительной клемме, дополнительно снабжено диод- но-конденсаторной цепочкой и зарядным диодом, а источник переменного тока выполнен трехфаэным, фазные 40 обмотки которого соединены в "звездуф, которая выводом нейтрали подключена к анодам вентилей обеих цепочек, при этом вывод второй фазной обмотки подключен к свободной обклад ке конденсатора дополнительной вентильно-конденсаторной цепочки, а вывод третьей фаэной обмотки - к отрицательной выходной клемме, анод дополнительного зарядного диода подключен к точке соединения катода диоца и конденсатора дополнительной цепочки, а катод соединен с положительной выходной клеммой.На фиг.1 представлена электрическая схема устройства для заряда накопительного конденсатора (вариант 1); на фиг.2 - то же, (вариант 2).Устройство содержит (вариант 1) четыре входные клеммы 1, 2, 3 и 4 для подключения трехфазного источника с выведенной нулевой точкой, положительную 5 и отрицательную 6 выходные клеммы для соединения с заряжаемым накопительным конденсатором 7, диодно-конденсаторную цепочку, состоящую из последовательно соединенных диода 8 и дозирующего конденсатора 9, подключенную к входным клем" мам 1 и 4 устройства. К точке соединения конденсатора 9 и катода диода 8 подключен анод зарядного диода 10, катод которого образует положительную выходную клеьму 5, между входной клеммой 2 и отрицательной входной клеммой 6 включен токоограничивающий линейный дроссель 11, третья входная клемма 3 соединена с анодом диода 12, катод которого подключен к катоду диода 8.Устройство (вариант 2) содержит четыре входные клеммы 13, 14, 15 и 16 для подключения трехфазного источника переменного тока, обмотки которого соединены по схеме "звезды" с нейтралью и две диодно-конденсаторные цепочки, состоящие иэ диода 17, конденсатора 18, диода 19 и конденсатора 20. Аноды диодов 17 и 19 подключены к клемме 16, а их катоды соединены с обкладками конденсаторов 18 и 20 соответственно, которые через зарядные диоды 21 и 22 подключены к положительной выходной клемме 23, вторые обкладки конденсаторов 18 и 20 подключены к входным клеммам 13 и 14, входная клемма 15 соединена с отрицательной выходной клеммой 24, накопительный конденсатор 25 под. - ключен к выходным клеммам 23 и 24,Работа устройства (вариант 1) происходит следующим образом.Будем считать, что в исходный момент времени напряжение фазовой обмотки, подключенной к клемме 3, равно нулю, а напряжение фазовой обмотки, Подключенной к клемме 1, отрицательно, При этом линейное напряжение этих фазовых обмоток имеет максимальное значение и к клемме 1 приложен положительный потенциал. Тогда под действием линейного напряжения этих фазовых обмоток происходит заряд накопительного конденсатора 7. Ток заряда в этой цепи ограничивается индуктивным.сопротивле" нием линейного дросселя 11. В дальнейшем начинается процесс зарядадозирующего конденсатора 9. Заряд этого конденсатора прекращается через 90 эл,град. Одновременно происходит уменьшение линейного напряжения упомянутых фазовых обмоток и увеличение линейного напряжения фазовых обмоток, подключенных к клеммам 2 и 3. Когда линейное напряжение укаэанных фаеовых обмоток становится достаточно большим, заряд накопительного конденсатора 7 осуществляется от этих фазовых обмоток. Через 60 эл,град 1 от начала отсчета напряжение фаэовой обмотки, подключенной к клеьюе 2, становится равным нутпо, а затем начинает возрастать. В этом случае к клемме 4 приложен положительный потенци ал, а к клемме 2 - отрицательный.При этом происходит суьеюьрование напряжений фазовой обмотки, подключенной к клемме 2 и дозирующего конденсатора 9, и заряд накопительного конден сатора 7. Описанный процесс происходит до тех пор, пока напряжение на накопительном конденсаторе 7 не достигнет амплитуды линейного напряжения источника переменного тока. Начи- З ная с этого момента времени прекращается непосредственный заряд накопительного конденсатора 7 линейным напряжением Фазовых обмоток источника переменного тока, Зарядный импульс в этом случае формируется только при суммировании напряжения доэирующего конденсатора 9 и Фазовой обмотки, подключенной к клемме 2, постепенно доводя уровень напряжения на накопительном конденсаторе 7 до уд военного значения амплитуды Фазного напряжения источника переменного тока.Работа устройства (варинт 2) происходит следующим образом, 45При рассмотрении электромагнитных процессов в устройстве, в целях упрощения, рассмотрим его работу в режиме холостого хода, т.е. при отключенном накопительном конденсаторе 7. Пустьв исходный момент времени напряжение фазной обмотки, приложенное к клеммам 13 и 16, равно нулю и в последующие моменты времени возрастает и по.ложительным потенциалом приложено Я к клемме 16, а напряжение. Фазной обмотки, приложенное к клеммам 14 и 16, положительным потенциалом приложено к клемме 14. Тогда через 90 эл.град, до Фазного напряжения заряжается кон-щ денсатор 18, а через 300 эл.град.линейное напряжение, приложенное к клеммам 13 и 15, достигает максимума и положительным потенциалом прилагается к клеьме 13. при этом к накопительному конденсатору 25 прилагается суммарное напряжение конденсатора/ 18 и линейное напряжение фазных обмоток источника, что формирует зарядный импульс тока.Аналогичные процессы по заряду . конденсатора 20 протекают в цепи Фазной обмотки, подключенной к клеммам 16 и 14. Напряжение заряженного конденсатора 20 суммируется с линейным напряжением источника, приложенным к клемам 14 и 15, что обеспечивает формирование второго зарядного импульса тока. Все процессы, протекающие в этсй части электрической схемы, сдвинуты по фазе на 120 эл.градПри подключении к выходным клеьеюам устройства разряженого накопительного конденсатора, кроме указанных цепей формирования зарядного импульса, ток в накопительный конденсатор также проходит по другим цепям, которые проводят ток заряда накопи-тельного, конденсатора, пока напря-. жение на нем не достигнет величины, равной амплитуде фаэного напряжения. формула изобретенияЪ1. Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащеедве входные клеммы для подключенияФазовой обмотки источника переменного тока,положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с заряжаемым накопительным конденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочку, состоящув из последовательно соединенных диода и дозирующего конденсатора, которая подключена к входньва клеммам устройства, а к точке соединения катода диода и конденсатора этой цепочки подключен анод зарядного диода, катод которого соединен с положительной выходной клеммой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей устройства, оно снабжено дополнительным диодом и токоограничивающим линейньаа дросселем, а источник переменного тока выполнен трехФазным и его фазовые обмотки соединены по схеме "звезда" с нейтралью, вывод которой подключен к входной клемме, соединенной с дозирующим кон" денсатором, вторая фазовая обмотка трехфазного источника через токоограничивающий линейный дроссель подключена к отрицательной клемме устройства, а третья фазовая обмотка к аноду дополнительного диода, катод которого подключен к точке соединения дозирующего конденсатора и анода зарядного диода.2. Устройство для заряда накопи-, тельного конденсатора, содержащее/83НИИПИпо дел13035 Зак Подписмитета СССРрытийкая наб д е лиал ПП тент", г.ужгород, ул.Проектная,4 две входные клеммы для подключенияфаэовой обмотки источника перемен-.ного тока, положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с эаряжаемым накопительнымконденсатором, зарядный диод и диодно-конденсаторную цепочку, состоящую из последовательно соединенныхдиода и доэирующего конденсаторакоторая подключена к входным клеммам.устройства, а к точке соединения катода диода и дрэирующего конденсатора этой цепочки подключен анод зарядного диода, катод которого соединен с выходной положительной клеммой,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью улучшения массо-габаритныхпоказателей устройства, оно дополнительно снабжено диодно-конденсаторной цепочкой и зарядным диодом, аисточник переменного тока выполнен.трехфазным, фазные обмотки которого соединены в "звезду", которая выводом нейтрали подключена к анодам вентилей обеих цепочек, при этом выводвторой фаэной обмотки подключен ксвободной обкладке конденсатора до полнительной вентнльно-конденсаторнойцепочки, а вывод третьей фаэной обмотки - к отрицательной выходной клемме, анод дополнительного зарядногодиода подключен к точке соединениякатода диода и конденсатора дополнительной цепочки, а катод соединен сположительной выходной клеммой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Поляшов Л.И. Метод анализа15процесса заряда емкостного накопителя энергии от генератора переменного тока. -"Электричество", 1973,Р 12, с.38.2. Патент Японии Р 35-14448,кл.50 е 12, 1960 (прототип).