Устройство для заряда накопительного конденсатора

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 150480 (21) 2928440/18-21 1311 М. Кл,Н 03 К 3/53 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 070382(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА Устройство предназначено для эа- ф ряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, используемого в системах питания устройств электроэрозионной обработки металлов, оптических квантовых генераторов и других импульсных потребителей электрической энергии.Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный .источник переменного тока с фаэными обмотками, соединенными по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель, выполненный на диодах, между лучами звезды источника и входными клеммами выпрямителя включены промежуточные накопительные конденсаторы, основной накопительный конденсатор подключен к выходным клеммам мостового выпрямителя, а вывод нейтрали звезды фазных обмоток через управляеьий ключ соединен с отрицательной выходной клеммой (1. Недостаток данного устройства - невысокая величина выходного напряжения, которое только лишь в два раза превышает фазное напряжение источника. Это приводит к завышенным массо-габаритным показ ател ям устройстваНаиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный источник переменноготока с фазными обмотками, соединенными по схеме звезда с нейтралью,мостовой выпрямитель, состоящий нзтрех вентильных ячеек но два вентиляв каждой, положительную и отрицательную выходные клеммы, три промежуточных накопительных конденсатора,основной накопительный конденсатор, 15 управляющий ключ и блок контролянапряжения и управления, информационный выход которого подключен, ковходу управляющего ключа, причемвентили первой и второй ячеек мостового выпрямителя соединены последовательно-согласно и точки соединениявентилей этих ячеек через первыйпромежуточный накопительный конденсатор соединены с первой фаэной об моткой, вентили третьей ячейки подключены анодами к нейтрали звездыисточника, катоды этих вентилей через второй и третий промежуточныенакопительные конденсаторы подключены ко второй и третьей фаэным обм.уткам и к катодам вентилей первойи второй нентильных ячеек соответственно 2.Однако это устройство имеет сравнительно невысокую величину выходного напряжения на накопительном 5конденсаторе, которое только в 4,4раза превышает амплитудное значениефазного напряжения источника.Цель изобретения - увеличение выходного напряжения и улучшение мас Осо-габаритных показателей.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве, содержащемтрехфазный источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными 15по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель, состоящий из трехвентильных ячеек по два вентиля вкаждой, положительную и отрицательную выходные клеммы, три промежуточных накопительных конденсатора,основной накопительный конденсатор,управляющий ключ и блок контроля напряженияи управления, информационный выход которого подключен ко входу управляющего ключа, причем вентили перной и второй ячеек мостового выпрямителя соединены последовательно-согласно и точки соединениявентилей этих ячеек через первыйпромежуточный накопительный конденсатор соединены с первой фазной обмоткой, вентили третьей ячейки подключень 1 анодами к нейтрали звездыисточника, катоды этих вентилей через второй и третий промежуточныенакопительные конденсаторы подключены ко второй и третьей фазнымобмоткам и к катодам вентилей первойи второй вентильных ячеек соответственно, основной накопительный 40конденсатор выполнен в виде двухсекций, а вентили анодной группыпервой и второй вентильных ячееквыполнены управляемыми, каждая сек -ция основного накопительного конденсатора подключена одной обкладкойк аноду управляемого вентиля, адругой - к катоду сОответствующеговентиля третьей ячейки, положительная выходная клемма подключена к ка;тоду одного из вентилей третьейячейки, при этом катод другого вентиля третьей ячейки через управляющийключ подсоединен к аноду управляемого вентиля, соединенного черезсекцию основного накопительного конденсатора с положительной выходнойклеммой, отрицательная выходнаяклемма подключена к катоду другогоуправляемого вентиля, а блок контроля напряжения и управления подключен параллельно одной из секцийосновного накопительного конденсатора.Такое зарядное устройство позволяет не изменяя массы усч:действа за ряжать накопительный конденсатор цо. более высокого напряжения, которое в 8,8 раза превышает амплитудное значение фазного напряжения источника питания, увеличение напряжения зарядного устройства в дна раза по сравнению с известным обеспечивает увеличение в четыре раза энергии, эапасаемой в накопительном конденсаторе.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит трехфазный источник переменного тока с фазными обмотками 1, 2 и 3, соединенными по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель состоящий из вентилей 4-9, при этом вентили 5 и 7 выполнены управляеьими, три промежуточных накопительных конденсатора 10,11 и 12, подключенные к фазным обмоткам и вентилям мостового выпрямителя, основной накопительный конденсатор, ныполненный в виде двух секций 13 и 14, включенных между катодами вентилей 8 и 9, и анодами управляемых вентилей 5 и 7, положительную 15 и отрицательную 16 выходные клеммы, подключенные соответственно к катоду вентиля и аноду управляемого вентиля 7, управляющий ключ 17 и блок 18 контроля напряжения и управления, подключенный своим информационным выходом к управляющему входу управляющего ключа.При рассмотрении работы устройства в ходе заряда накопительных конденсаторов в целях упрощения будем считать, что эти конденсаторы заряжены полностью и на процессы в устройстве не влияют. Кроме того, н рассматриваемые моменты времени управляющий ключ 17 разомкнутЕсли принять, что в некоторый момент времени линейное напряжение фазных обмоток 1 и 2 равно нулю, а напряжение фазной обмотки 2 отрицательно, то за время, пропорциональное 90 эл,град, через вентиль 4 до линейного напряжения От заряжается промежуточный накопительный конденсатор 10, а спустя 120 эл.град. до амплитудного значения напряжения Цтф фазной обмотки 2 через вентиль 8 заряжается промежуточный накопительный конденсатор 11. Через 270 эл.град. линейное напряжение фазных обмоток 1 и 2 изменяется на противоположное по знаку и суммируется с напряжением промежуточных накопительных конденсаторов 10 и 11, т.е, суммарная максимальная величина напряжения этой цепи составлЯет 2 Бт + Бт 4, = 4,4 13 тф .До этого уровня напряжения заряжается через открытый вентиль 5 секция 13 основного накопительного конденсатора.Сну:тя 210 зл:;л, через вентиль 6 до линейного напряжения фазных обмоток 1,2 и 3 заряжается промежуточный накопительный конденсатор10, а спустя 360 эл.град. до амплитудного значения напряжения фазнойобмотки 3 через вентиль 9 заряжается промежуточный накопительный конденсатор 12. Через 390 эл.град.знак линейного напряжения фазных обмоток 1 и 3 изменяется на противоположный и оно суммируется с напряжением промежуточных накопительныхконденсаторов 10 и 12, Максимальнаявеличина напряжения этой цепи2 ПтА + Птф = 4,40 тФ. Именно до этогосуммарного значения напряжения заряжается через открытый вентиль 7 секция 14 основного накопительного конденсатора.При подключении к выходным клеммам устройства полностью разряженных секций 13 и 14 основного накопительного конденсатора и открытыхвентилях 5 и 7, отпирающий сигнална которые подается с блока контролянапряжения и управления, .промежуточные накопительные конденсаторы 10,11 и 12 отдают энергию, запасеннуюими ранее от трехфазного источникапеременного тока.При этом секции 13 и 14 основногонакопительного конденсатора оказываются соединенными последовательнои,к клеммам 15 и 16 прикладываетсясуммарное напряжение секций основного накопительного конденсатора, т.е.напряжение в 8,8 раза превышающеефазное напряжение источника,Формула изобретенияУстройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазные источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными по схеме звезда с нейтралью, мостовой выпрямитель, состоящий из трех вентильных ячеек по два вентиля в каждой, положительную и отрицательную выходные клеммы, три промежуточных накопительных конденсатора, основной накопительный конденсатор,управляющий ключ и блок контроля напряжения и управления, информационныйвыход которого подключен ко входууправляющего ключа;причем вентилипервой и второй ячеек мостового выпрямителя соединены последовательносогласно и точки соединения вентилей этих ячеек через первый промежуточный накОпительный конденсаторсоединены с первой фаэной обмоткой, р вентили третьей ячейки подключены анодами к нейтрали звездыисточннка, катоды этих вентилейчерез второй и третий промежуточные накопительные конденсаторыподключены ко второй и третьейфазным обмоткам и к катодам вентилей первой и второй вентильных ячеексоответственно, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличениявыходного напряжения и улучшения 20 массо-габаритных показателей, основной накопительный конденсаторвыполнен в виде двух секций, а вентили анодной группы первой и второйвентильных .ячеек выполнены управ ляемыми, каждая секция основногонакопительного конденсатора подключена одной обкладкой к аноду управляемого вентиля, а другой - к катоду соответствующего вентиля третьейячейки, полОжительная выходная клемма подключена к катоду одного извентилей третьей ячейки, при этомкатод другого вентиля через управуправляющий ключ подсоединен к аноду 35 управляемого вентиля, соединенного через секцию основного накопительногоконденсатора с положительной выходнойклеммой, отрицательная выходнаяклемма подключена к катоду другогоуправляемого вентиля, а блок контроля напряжения и управления подключенпараллельно одной из сек:,ий основного накопительного конденсатора. Источники информации,4 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 684723, кл. Н 03 К 3/53, 1979.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2681614/18-21, кл. Н 03 К 3/53, 1979.911690 Составитель В:ЧорбаТехред А.Бабинец КорректорА. Ференц рбунов кто по делам изобретений и5, Москва, Ж, Раушск о 5 130 Филиал ППП фП.енто, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 1147/49 Тираж 954 ВНИИПИ Государственного коми Подпта СССтийб., д.