Тиристорный генератор импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 959244 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 6 ) Дополнительно свид-в 2)Заявлено 08,09,80 (21) 29присоединением заявки23)Приоритет(51)М. Кл 02 М 9/02 23 Р 1/02 9 кударсткнвых кюят СССР Вф двлам язобретеии и еткрытвюллетень3 та опубликования описания 1.09. 82 72) Авторы изобретен"Ъь,ни ки дэе Уфимский авиаци аявител нститут и(5 Й) ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМЯУЛЬС 1осится к силовойтехнике и может в качестве источлект о изической ми в ке эа ельног й выв ода,обратныхь совыводакаждоинеодиначения сум ьной Формы ное четы- роме то": ет в этом верть цике тирисньше, чем Фе кти вност ь ско тся пр и л Изобретение отнпреобразовательнойбыт ь и с пол ьзов а ноника питания для э р Фобработки металловИзвестен тиристорный генератор импульсов для электрофизической обработки металлов инверторного типа, выполненный на основе тиристорных прерывателей постоянного тока 11Известен тиристорный генератор униполярных импульсов тока, содержащий зарядный тиристор, накопитель" ный конденсатор и разделительный диод, соединенные последовательно и включенные между первыми входным и выходным выводами, причем общая точка зарядного тиристора и накопительного конденсатора связана с первым выходным выводом через разрядный тиристор, а к общей точке накопи" тельного конденсатора и разделительного диода подключен первый вывод обратного диода, второй вывод которого связан со вторым входны ходным выводами, К общей точ рядного тиристора и накопит конденсатора подключен первы дополнительного обратного ди5 причем вторые выводы обоих диодов связаны через дроссел вторыми входными и выходнымио ми Г 21,Однако этот генератор в своей ячейке дает импульсы ковой амплитуды и для полу марного импульса прямоугол необходимо число ячеек рав рем или кратное четырем. К го, каждый тиристор работа генераторе только одну чет ла работы ячейки и зарядны торы загружены по току ме разрядные, что снижает эф йспользования тиристоров.Наиболее близким по тех ности к предлагаемому я ератор импульсов, в кот3 95924образовательная ячейка содержит заряднцй и разрядный тиристоры, двавстречнцх диода и коммутирующий конденсатор. Этот генератор позволяетполучить в цепи нагрузки одиночныеимпульсц тока квк при заряде, так ипри разряде коммутируоцего конденсатора ГЗ 1.Однако он не позволяет получитьнепрерьань 1 е своей совокупности пря омоу гол ьные и мпул ь сц т ока, не обходимие для импульсной электрофизической обработки металлов, При уменьг.шении сопротивления нагрузки амплитуда тока импульса этого генератора 15возрастает и для защиты его от сверхтоков и от повреждения при короткихзамцканиях необходима установка балластных резисторов, что существенноснижает его КПД,Цель изобретения - ограничение тока и повышение КПД,Поставленная цель достигается тем,что в тиристорном генераторе импульсов, выполненном в виде преобразовательнцх ячеек, связанных со вводнымивьаодами через индуктивно-емкостнцеФильтры,. причем каждая ячейка содержит зарядный тиристор, разряднцйтири,тор, первый встречный диод ивторой встречный диод, соединенныепоследовательно и подключенные к выходу Фильтра, общая точка зарядногои разрядного тиристоров связана с общей точкой встречных диодов черезкоммутирующий конденсатор, а общаяточка разрядного тиристора и первого встречного диода связана с выходным выводам, в каждую ячейку .введены коммутирующий и насыщающийсядроссели, причем коммутирующий дрос 46сель включен между общей точкой разрядного тиристора и первого встречного диода и вцходнцм вьаодом, а насцща".,щийся дроссель - последовательно с коммутирующим конденсатором.На Фиг, 1 изображена принципиаль"ная схема генератора серий импульсовв трехячеиковом исполнении; на Фиг,2 явременные диаграммы токов каждой ячейки и тока нагрузки.Генератор состоит из источника1 постоянного тока и нескольких идентичнцх ячеек, подключенных к общейнагрузке 2. Каждая ячейка содержитвходной дроссель ) с конденсаторомФильтра 4 и соединенные последовательно заряднцй тиристор 5 разряд-,ный тиристор 6 и встречные зарядный фдиод 7 и разрядный диод 8. Иежду точками соединения тиристоров между сооои и диодов между собои включена цепочка, состоящая из последовательносоединенных коммутирующего конденсатора 9 и насыщающегося дросселя 10.Между точкой соединения катодов тиристора 6 и диода 7 и выходным выводом нагрузки .2 включен коммутирующий дроссель 11,Генератор работает следующим образом.Перед включением тиристоров инвертора конденсаторы Фильтра 4 заряжены. Тогда при включении тиристораначинается колебательный заряд кон"Гденсатора 9, при этом ток течет через тиристор 5, конденоатор 9, насыщающийся дроссель 1 О, диод 7, дроссель 11, нагрузку 2, и конденсаторФильтра 4, Этот ток будет колебательным, дднаЙо когда конденсатор 9зарядится до напряжения, равногонапряжению источника постоянного;то"ка, включается диод 8, заряд конденсатора 9 првкращается, тиристор 5гаснет, а запас энергии, накопленный в магнитном поле дросселя 11, токв котором в момент погасания тиристо"ра 5 не равен нулю, а имеет еще значительную величину, будет рввходо"ваться при дальнейшем протеканиитока дросселя 11 через нагрузку 2,диод 8 и диод 7. За время протека",ния тока по указанному контуру тиристор 5 успевает восстановить своюуправляемрсть. После погасания ти"ристора 5 на нем остается небольшоеотрицательное напряжение, обусловленное тем, что в цепи конденсатора9 имеется насцщающийся дроссель 10оцень малой индуктивности по сравнению с индуктивностью дросселя 1,1,что немного затягивает погасаниетиристора 5 и конденсатор 9 успевает зарядиться до напряжения на 5104 выше, чем напряжение источникапостоянного тока. После того, какток в цепи нагрузки 2 становится равнцм нулю и энергия магнитного поляв дросселе 11 израсходуется, включается разрядный тиристор 6, и конденсатор 9 начинает разряжаться. Приэтом ток течет через тиристор 6,дроссель 11, нагрузку 2, диод 8 инасцщающийся дроссель 10, Направление тока в нагрузке 2 остается таким же, которое было при .заряде конденсатора 9. В момент времени, ког6каждой яцейкой при работе зарядного и разрядного тиристоров одинаковы по амплитуде и следуют один за другим так, что даже при орной ячейке можно получить непрерывную серию одинаковых импульсов. Применение двух, трех и более ячеек позволяет получить мощные импульсы тока прямоугольной Формы регулируемой длительности и стабипьной амплитуды. Формула изобретения Тиристорный генератор импульсов,выполненный в виде преобразовательныхячеек, связанных с входными вывода"ми через индуктивно-емкостные фильтры, причем каждая ячейка содержит зарядный тиристор, разрядный тиристор,первый встречный диод и второй встречный диод, соединенные последовательно и подключенные к выходу фильтра,общая точка зарядного и разрядноготиристоров связана с общей точкойвстречных диодов через коммутирующийконденсатор, а общая точка разрядного тиристора и первого встречногодиода связана с выходным выводом,о т л и ц а ю щ и й с я тем, цто, сцелью ограничения тока и повышенияКПД, в каждую ячейку введены коммутирующий и насыщающийся дроссели, при,цем коммутирующий дроссель включенмежду общей точкой разрядного тиристора и первого встречного диода ивыходным выводом, а насыщающийся дроссель - последовательно с коммутирующим конденсатором,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР11 729785, кл. Н 02. М 7/515, 19792. Авторское свидетельство СССР8 ф 430490, кл. Н 03 К 3/335, 19723. Авторское свидетельство СССРМф 462688, кл. В 23 Р 1/02, 1974. 5 95924да конденсатор 9 разряжается до нуля,включается диод 7 и также как в предыдущем случае тиристор 6 включается, а ток продолжает протекать через дроссель 11, нагрузку 2, диод 8и диод,7. За это время тиристор 6успевает восстановить свою управляемость так как яа нем будет сохраняться небольшое отрицательное напряжение, составляющее 5- 1 Оот напряжения источника постоянного тока,Это напряжение обусловлено действием насыщающегося дросселя, которыйзадерживает выключение тиристора 6,и конденсатор 9 в процессе разряда 15успевает незначительно перезарядиться,В результате полного цикла работыодной ячейки в цепи нагрузки получаютдва. следующих один за другим униполярных импульса тока равной амплитуды (фиг, 2),Вторая и третья ячейки работаютаналогично, но моменты включения ихтиристоров по отношению к первой р 5ячейке и между. собой сдвинуты по фазе на равные интервалы времени, чтопозволяет сформулировать суммарныйпрямоугольный импульс тока стабиль"ной амплитуды и регулируемой длительности (фиг. 2),Получение прямоугольных периодических импульсов с регулируемой длительностью и регулируемой скважностью.осуществляется схемой управления,снимающей и подающей управляющие им 35пульсы на тиристоры генератора.Предлагаемая схема тиристорногогенератора серий импульсов тока позволяет более эффективно использовать40вентили, так как избыточная энергия,запасаемая в реактивных элемент.ахсхемы не возвращается обратно источнику постоянного тока через обратныедиоды, а полностью расходуется внагрузке, что существенно повышаетКПД генератора, Кроме того, высокочастотные импульсы тока; генерируемыеСоставитель А. СытинРедактор И.Касарда Техред И.Кощтура Корректор О,ЬилакЗаказ 7023 7 Тираж 721 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изо 6 ретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауяская наб., д. Ь/5 7 м Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проекгная,