Генератор импульсов тока

ЯО.;, 10182 СОЮЗ СОВЕТСКИХ ссссаасссссссссссссРЕСПУБЛИК НО К 3/5 ГОСУД АРС ТВЕН НЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИТЕТ СССЙ. И ОТНРЬТИ ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕПЬСТВУ ИСА АВТОРСКОМУ(71) Тольяттинский политехнический институт(56) 1. Патент франции У 2050982, кл.Н 02 Р 13/00, опублик. 07,05.71.2, Авторское свидетельство СССР псо заявке И 2976725/18-21 кл. Н 03 К 3/53. 12,03.81. (54)(57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий зарядное устройство, трансформатор с основными и вспомогательными обмотками, конденсаторы, диоды, дроссели, первый и второй основные тиристоры, включенные последовательно и в прямом направлении по отношению к зарядному устройству, к точке соединения которых подключены катод первого вспомогательного тиристора, анод второго вспомогательного тиристора и обкладка первого конденсатора, причем. анод первого вспомогательного тиристора соединен с обкладкой второго конденсатора и через основную обмотку трансформатора с катодом второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьегоконденсатора, к среднему выводу основной обмотки подключена вторая обкладка первого конденсатора, а вторая обкладка второго конденсатора через первую вспомогательную обмотку соединена с анодом первого основного тиристора; а вторая обкладка третьего конденсатора. через вторую вспомогательную обмотку соединена с катодом второго основного тиристора, катод первого диода соединен с положительным выводом зарядного устройства, анод второго диода соединен с отрицательным выводом зарядного устройства, о т л и ч а ю щ и й-с я тем, что,с целью повышения КОД и снижения габаритов, катод первого диода соединен с второй обкладкой второго конденсатора, анод первого диода через первый дроссель сое- д динен с первой обкладкой второго конденсатора, анод второго диода соединен Мффб с второй обкладкой третьего конден- (;) сатора, катод второго диода через ьеа второй дроссель соединен с первой Я обкладкой третьего конденсатора, при-р чем оба дросселя. магнитно связаны с юю выходной обмоткой.Изобретение относится к устройствам преобразования энергии постоянного тока е энергию переменного тока, а более конкретно к генератооам ямпнп специальной, например,квазитреугольной5 формы,и предназначен для питания обмоток,создающих магнитные поляв частности для питания индукторов установок индукционного нагрева и питания двигателей возвратно-поступательного движения. оИзвестен генератор импульсовтока, используемый в электротехнических устройствах для создания импульсных магнитных полей, Генератор импульсов тока содержит зарядное устройство и мостовые схемы, в плечи которых включены рабочие и вспомогательные тиристоры, диоды, коммутирующие индуктивности и конденсаторы, во входную диагональ мостовой схемы включен накопительный конденсатор, подключенный к источнику постоянного тока, а в выходную диагональ мостовой схемы включена нагрузка. формирование импульсов тока необходимой формы производится за счет принудительного выключения основных тиристоров при включении вспомогательных тиристоров 1 .Недостатком этого генератора является низкий КПД.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и характеру протекания электромагнитных процессов является генератор импульсов тока, содержащий зарядное устройство, З 5 трансформатор с основными и вспомогательными обмотками, конденсаторы, диоды, дроссели, первый и второй основные тиристоры, включенные по- . следовательно и в прямом направле снии по отношению к зарядному устройству, к точке соединения которых подключены катод первого вспомогательно- ного тиристора, анод второго вспомогательного тиристора и обкладка 45первого конденсатора, причем аноепервого вспомогательного тиристорасоединен с обкладкой второго конденсатора и через основную обмотку транс форматора, имеющую средний вывод, с катодом второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьего конденсатора,к среднему выводу основной обмоткии дключена вторая обкладка первого конденсатора,а вторая обкладка второго конденсатора через первую вспомога тельную обмотку соединена с анодом первого основного тиристора, а вторая .обкаадка третьего конденсатора через 10182012вторую вспомогательную обмотку соединена с катодом второго основноготиристора, при этом катод первогодиода соедияен с положительным выводом зарядного устройства, а анодвторого диода соединен с отрицательным выводом зарядного устройства 2 .Известный генератор импульсов тока содержит большое число конденсаторов и, как следствие, имеет большую стоимость и габариты. Кроме того.ток пЬдпитки протекает через дроссели, что ведет к дополнительным потерям энергии и, следовательно,уменьшает КПД генератора. Также уменьшает КПД рекуперация энергии нев накопительный конденсатор, аво вспомогательный, после чего онавозвращается через дроссели,а этосопровождается дополнительными потеоями.Цель изобретения - повышение,КПДи снижение габаритов генератора.Поставленная цель достигается тем,что в генераторе импульсов тока,содержащем зарядное устройство,трансформатор с основными и вспомогательными обмотками, конденсаторы,диоды, дроссели, первый и второйосновные тиристоры, включенные последовательно и в прямом направлениипо отношению к зарядному устройству,к точке соединения которых подключеныкатод первого вспомогательногд тиристора, анод второго вспомогательноготиристора и обкладка первого конденсатора, причем анод первого вспо.могательного тиристора соединен собкладкой второго конденсатора ичерез основную обмотку трансформатора с катодом второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьего конденсатора, к среднему выводуосновной обмотки подключена втораяобкладка первого конденсатора, авторая обкладка второго конденсаторачерез первую вспомогательную обмотку трансформатора соединена с анодом первого основного тиристора,а вторая обкладка третьего конденсатора через вторую вспомогательную обмотку соединена с катодомвторого основного тиристора, приэтом катод первого диода соединенс положительным выводом зарядногоустройства, анод второго диода соединен с отрицательным выводом зарядного устройствакатод первогодиода соединен с второй обкладкой01 4быть индуктивностями монтажных проводов, Емкость конденсатора 6 меньше емкости конденсатора 7 и спедовательно, конденсатора 9,На фиг.2 кривая 18 изображаетдиаграмму тока в нагрузке 16, кривые19 и 20 - напряжения соответственнона конденсаторах 7 и 9, кривая 21напряжение на конденсаторе 6.Генератор импульсов тока работаетследующим образом.В начальный момент Со (фиг.2 ) отсхемы управления (не показана )включается вспомогательный тиристор4, и конденсатор 6, начальная полярность напряжения на котором показанана фиг, 1, начинает разряжаться на нагрузку 16 по цепи 8- 17 В моменткогда напряжение на конденсаторе 6уменьшится, но еще не сменит полярность, фиг.2, поз.21), от схемыуправлений включается основной тиристор 2 и через него начинаетсяразряд конденсатора 7 ( фиг.2,поз.19 ), начальная полярность напряжения на котором показана на фиг. 1.Вспомогательный тиристор 4 запираетсяи к нему прикладывается в обратномнаправлении алгебраическая сумма напряжений конденсаторов 6 и 7, совместный разряд которых через тиристор2 на нагрузку 16 по цепи 8-17 увеличивает ток нагрузки (Фиг,2, поз.18 ).Емкость конденсатора 7 больше емкости кондечсаторэ 6, поэтому конденса-тор 6 перезаряжается быстрее, чемконденсатор 7. В момент 12(фиг.2),когда напряжение на нагрузке 6становится равным напряжению конденсатора 7, ток нагрузки благодаря магнитной связи перехватыва"ется через первый дроссель 14в цепь диода 12, и энергия, неиспользованная в нагрузке 16, начинает возвращаться в конденсатор 7, перезаря 3 10182второго конденсатора, а его анодчерез первый дроссель соединен спервой обкладкой второго конденсатора, анод второго диода соединен свторой обкладкой третьего конденсатора, катод второго диода черезвторой дроссель соединен с первойобкладкой третьего конденсатора,причем оба дросселя магнитно связаны с выходной обмоткой. 6На фиг,1 представлена принципиальная схема генератора импульсовтока; на фиг,2 - диаграммы тока внагрузке и напряжений на кондеясаторах. 5Генератор импульсов тока содержит зарядное устройство 1, первый2 я второй 3 основные тиристоры,вспомогательный тиристор 4, второйвспомогательный тиристор 5 и конденсатор 6. Анод первого вспомогательного тиристора 4 соединен спервой обкладкой второго конденсатора 7 и через выходную обмотку 8,имеющую средний вывод с катодом25второго вспомогательного тиристора5 с первой обкладкой третьего конденсатора 9. К среднему выводу выходной обмотки 8 подключена втораяобкладка первого конденсатора б,причем вторая обкладка второго конденсатора 7 через первую вспомогательную обмотку 10 соединена санодом первого основного тиристора 2, а вторая обкладка треть.его конденсатора 9 через вторуювспомогательную обмотку 1 соединенас катодом второго основного тиристора 3.Устройство также содержит первый диод12, катод которого соединен с полою Щжительным выводом зарядного устроиства 1, второй диод 13, анод которогосоединен с отрицательным выводомзарядного устройства 1, первый дрос.сель 14, второй дроссель 15. Катод первого диода 12 соединен с второйобкладкой второго конденсатора 7,а анод первого диода 12 через первыйдроссель 14 соединен с первой обкладкой второго конденсатора 7, Анод второго диода 13 соединен с второй обкладкой третьего конденсатора 9, акатод второго диода через второйдроссель 15 соединен с первой обкладкой третьего конденсатора 9.Причем оба дросселя 14 и 15 через обмотку 17 магнитно связаны с нагрузкой 16. Небольшие по величине вспомогательные обмотки 10 и 11 могут жая его. Через некоторое время, когдаэнергия, запасенная во вспомогательнойобмотке 10, перейдет в конденсатор6, закрывается тиристор 2 и к нему вобратном направлении прикладываетсяразница напряжений между конденсаторами 6 и 7. Когда ток нагрузки уменьшится до нуля - момент Сз (фиг.2,поз. 18), диод 12 обесточйтся и запрется, а обратное напряжение на тиристорах 2 и 4 возрастет. Далее аналогичноработает вторая часть генератора,включающая основной тиристор 3, вспомогательный .тиристор 5, конденсаторы5 10 6 и 9, вторая половина обмотки 8, вспомогательную обмотку 11, диод 13, дроссель 15, в течение интервала времени ( 1-й ) .При таком режиме работы генератора достигается уменьшение потерь при подпитке конденсаторов от зарядного устройства и рекуперации энергии из нагрузки, что приводит к увеличению КПД генератора.Наличие магнитной связи между обмоткой 8, нагрузкой и дросселями, подключение первого дросселя между анодом первого диода и первой обкладкой второго конденсатора, подключение 18201второго дросселя между катодом второгодиода и первой обкладкой третьегоконденсатора, отсутствие вспомогательных конденсаторов на выхода за рядного устройства выгодно отличаетпредлагаемый генератор от известного,так как при.этом уменьшается количество конденсаторов в схеме,что приводит к снижению стоимости и габарио тов. Кроме того, выполнение дросселейна одном сердечнике уменьшает габариты генератора. КПД в генераторегораздо выше, чем у известного,таккак меньше потери при подпитке конденсаторов от зарядного устройства.1018201 Составитель В.Казаковселова Техред В.Далекорей Корректор Е.Рош едактор Т Зак Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 5/52ИИПИ Госудпо дел3035, Иоск Тираж 936твенного коиитизобретений иЖ, Раушска Подпис СССР рцтий аб., д. Ч 5