Система заряда накопительного конденсатора

(57) Изобретениеной технике и можно, например, в ителях электричесизобретения - умтоков трехфазногного, напряжения,Я тноситсят быть ис импуль льзова мпульсных потребиой энергии, Цельньшение несимметри источника перемен лучшение удельных ия, 3 ил ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(56) Авторское свидетельсР 911690, кл, Н 03 К 3/53Авторское свидетельствР 1405103; кл. Н 03 К 3/5 массогабаритных показателей - достигается путем более равномерной загрузкифазВ процессе работы заряд конденсаторов 4, 13 и 17 происходит каждыйпериод, Накопленную энергию источникаони отдают в конденсаторы 9 и 14 -один раз за два периода со сдвигом фазы, Конденсаторы 9 и 14 заряжают конденсатор 12 один раз через четыре периода. Зарядный импульс в конденсаторе 13 формируется также один раэ в чечетыре периода, но со сдвигом относительно зарядного импульса конденсатора 12 на два периода, В результате этого за много периодов изменения питающего напряжения напряжениена конденсаторе 13 достигнет значения, равного 1411, где 11- амплитудное значение линейного напряжеИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в импульсных потребителях электрической энергии,Пель изобретения - уменьшение не 5симметрии токов трехфазного источника переменного напряжения, улучшениеудельных массогабаритных иуказателейза счетобеспечения более равномер"ной загрузки фаз.На фиг1 приведена структурнаяэлектрическая схема устройства; нафиг.2 (аб) - алгоритм работы блокауправления; на фиг,З (а-ж) - эквивалентные схемы заряда конденсаторов.Система заряда накопительного конденсатора содержит трехфазный источник 1 переменного напряжения, перваяклемма 2 которого соединена с первойобкладкой первого и второго конденсаторов 3 и 4, вторая обкладка первогоконденсатора 3 соединена с катодомпервого диода 5, анод которого соединен со второй клеммой 6 источника 1переменного напряжения, третья клемма 7 которого соединена с катодом второго диода 8, анод которого соединенсо второй обкладкой второго конденсатора 4, анод первого диода соединенс первой обкладкой третьего конденсатора 9, вторая обкладка которого соединена с анодом первого и второго тиристсров 10 и 11, катод первого тиристора 10 соединен с первой обкладкой четвертого конденсатора 12, вто 35рая обкладка которого соединена с первой обкладкой пятого конденсатора 13,первая обкладка шестого конденсатора14 соединена с катодом третьего ичетвертого тиристоров 15 и 16, анодтретьего тирнстора 15 соединен спервой обкладкой четвертого конденсатора 12, седьмой конденсатор 17,блок 18 управления, первый, второй и 45третий входы 19-21,которого соответственно соединены с первой, второйи третьей клеммами 2, 6, 7 трехфазного источника переменного напряжения,первый, второй, третий, четвертый выходы 22-25 блока управления соединенысоответственно с управляющим электродом первого, второго, третьего, четвертого тиристоров 10, 11, 15, 16,симистор 26, включенный между треть 55ей клеммой 7 трехфазного источника 1переменного напряжения и первой обкладкой седьмого конденсатора 17, вторая обкладка которого соединена с анодом первого диода 5, катод которогосоединен с анодом второго тиристора11, катод которого соединен с первойобкладкой пятого конденсатора 13,вторая обкладка которого соединена санодом четвертого тиристора 16,катод которого соединен с анодом вто"рого диода 8, первая обкладка шестогоконденсатора 14 соединена с анодомвторого диода 8, а вторая обкладкас первой обкладкой седьмого конденсатора 17, пятый выход 27 блока 18 управления соединен с управляющим электродом симистора 26.Устройство работает следующим образом,Для раскрытия принципа действиясхемы системы и упрощенного показафизических процессов, протекающихв ней, рассмотрим работу этой системыв режиме ее холостого хода,Источником электрической энергиислужит источник 1, обмотки которогомогут быть соединены по схеме треугольник или звезда, напряжения наклеммах 2, 6, 7 образованы трехфазнойпоследовательностью и сдвинуты на120 эл,град, друг относительно друга,Пусть в исходный момент времени линейное напряжение клемм 2 и 6 равнонулю и начинает возрастать по абсолютной величине, причем положительныйприложен к клемме 6, При этом линейные напряжения клемм 7 и 2, 6 и 7равны по абсолютной величине, но линейное напряжение клемм 7 и 2 имеет отрицательное, а клемм 6 и 7 - положительное значение, как это показано на фиг,2 а. Конденсатор 3 при увеличении напряжения по закону синусачерез диод 5 заряжается до амплитудылинейного напряжения клемм 2 и 6 поцепи клемма 6 - диод 5 - конденсатор3 - клемма 2 - клемма 6 (фиг.За),Этот заряд длится 90 эл,град. и завершается в момент, когда линейное напряжение клемм 6 и 2 достигнет своего амплитудного значения П . Поокончании заряда когда линейное напряжение клемм 6 и 2 начнет убывать,диод 5 запирается и предотвращаетразряд конденсатора 3 на источник 1,Через 120 эл,град. от выбранногоначала отсчета, когда потенциал клеммы 2 станет больше потенциала клеммы7, начинается заряд увеличивающимсянапряжением клемм 2 и 7 конденсатора4 по цепи клемма 2 - конденсатор 4 -84 6го амплитудного значения Б а диод8 запирается и предотвращает разрядконденсатора на источник, Эти процессы периодически будут повторяться,Через 600 эл,град, от начала отсче"та по сигналу блока управления вентилями (фиг,5 б) отпирается симистор 26и вновь начинается заряд конденсатора18 возрастающим линейным напряжениемклемм 6 ипо цепи клемма 7 - симистор 26 - конденсатор 17 - клемма 6 клемма 7. (фиг,Зв),.Заряд конденсатора17 завершается через 690 эл,градкогда линейное напряжение клемм 7 и6 достигнет амплитудного значения. Далее эти процессы повторяются циклически,Симистор 26 погаснет естественнымпутем, предотвращая разряд конденсатора 17 на источник,Через 480 эл,град, по сигналу блока управления (фиг,2 б) открываетсясимистор 26 (но в противоположном направлении) и начинается заряд конденсатора 9.под действием возрастающегосуммарцого напряжения клемм 2 и 7, атакже напряжений заряженных конденсаторов 3 и 17 (фиг,Зд) по цепи клемма 2 - конденсатор 3 - конденсатор 9 -конденсатор 17 - симистор 26 - клемма 7 - клемма 2, Этот заряд закончится через 930 эл,град, от начала отсчета.Через 960 эл.,град, от выбранногоначала отсчета по сигналу блока управления (фиг,2 б) вновь отпираетсясимистор 26 и начинается заряд конденсатора 1 возрастающим напряжением клемм 7 и 6 по цепи клемма 7 -симистор 26 - конденсатор 17 клемма 6 - клемма 7 (фиг,Зв). Заряд конденсатора 17 завершится через1050 эл.град когда линейное напряжение клемм 7 и 6 достигнет амплитудного значения и симистор 26 погаснет естественным путем, предотвращаяразряд конденсатора 17 на источник,Через 1140 эл,град когда потенциал клеммы 7 относительно клеммы 6станет положительным, по сигналу блока управления (фиг,2 б) отпираются тиристоры .15 й 11 и симистор 26 и начинается заряд конденсатора 12(фиг,3 е) по цепи клемма 6 - конденсатор 9 - тиристор 11 - конденсатор12 - тиристор 15 - конденсатор 14 -симистор 26 - клемма 7 " клемма 6,Через 1230 эл,град, конденсатор 12 5 15223диод 8 - клемма 7 - клемма 2(фиг,3 б), Этот заряд завершается через 210 эл,град, от начала отсчета,когда линейное напряжение клемм 2 и7 достигнет своего амплитудного зна 5чения 1. По окончании заряда когда линейное напряжение клемм 2 и 7начинает убывать, диод 8 запирается и предотвращает разряд конденсатора 4 на источник,Через 240 эл,град, от выбранногоначала отсчета, когда потенциал клеммы 7 станет больше потенциала клеммы6, по сигналу блока управления 15(фиг,2 б) отпирается симистор 26 и начинается заряд конденсатора 17 возрастающим линейным напряжением клемм7 и 6 по цепи клемма 7 - симистр 26 -конденсатор 17 - клемма 6. - клемма 7 20(фиг,Зв), Этот процесс завершитсячерез 330 эл,град, от начала отсчета, В этотмомент конденсатор 17 зарядится до амплитуды .линейного напряжения клемм 7 и 6 и симистр 27 по-25гаснет естественным путем, предотвращая разряд конденсатора,17 на источник, На фиг,2 б показано, вкакие моменты времени блок 18, фазового управления генерирует импульсй, передаваемые на соответствующие тиристоры,номера которых указаны на.временныхдиаграммах,Спустя 360 эл,град, от выбранного начала отсчета начинается зарядконденсатора 14 поддействием.сум 35марного напряжения клемм 6 и 2, а .также напряжений заряженных конденсаторов 4 и 17 по цепи клемма 6 в :кон-денсатор 17 - конденсатор. 14 - конден4сатор 4 - клемма 2 - . клемма 6 (фиг 3 г),При этом через 450 эл,град. от вы-.бранного начала отсчета конденсатор14 зарядится до утроенного значенияамплитуды линейного напряжения, Послепервого зарядного цикла, длящегося втечение первого периода изменения:питающего напряжения, будет происходитьзаряд конденсаторов 13 и 14 периодически по ранее рассмотренным цепям, 50Через 480 эл,град когда потенциал клеммы 2 станет вновь положительным, начинается заряд конденсатора 4 увеличивающимся напряжением клемм. 2 и 7 по цепи клемма 2 - конденсатор4 - диод 8 - клемма 7 - клемма 2(фиг,Зб), Этот процесс завершится через 570 эл.град при этом линейноенапряжение клемм 2 и 7 достигнет свае 1522384зарядится до значения суммарного напряжения клемм 7 и 6, а также заряженных конценсаторов 9 и 14, т,е.до напряжения 7 Ю, После окончаниязаряда тиристоры 15 и 11 и симис 5тор 26 погаснут естественным путем,Через 720 эл,град, после начала заряда конденсатора 12, т.е, через1860 эл.град, от начала отсчета, когда потенциал клеммы 6 относительноклеммы 7 станет положительным, с блока управления 18 фиг,2 б) выдаетсяуправляющий сигнал на тиристоры 1 О и16 и симистор 26 и начинается процесс 15заряда конденсатора 13 (фиг,)ж) по. цепи клемма 6 - конденсатор 9 - тиристор 10 - конденсатор 12 - конденсатор 13 - тиристор 16 - конденсатор14 - симистор 26 - клемма 7 - клем 20ма 6,Таким образом, как следует изанализа фиг,2 б и фиг,3, заряд конденсаторов 4, 13 и 17 происходит каждыйпериод. Накопленную ими энергию источ ника они отдают в конденсаторы 9 и14 - один раз за два периода со сдвигом по фазе, Конденсаторы 9 и 14 заряжают конденсатор 12 один раз черезчетыре периода Зарядный же импульсв конденсатор 13 формируется такжеодин раз в четыре периода, но со сдвигом относительно зарядного импульсаконденсатора 12 на два периода. Приэтом амплитуда зарядного импульса бу дет равна 145или 23,811 , В ре 35фу Эзультате этого за много периодов изменения питающего напряжения, напряжение на.конденсаторе 13 достигнетзначения, равного 140 или 23,8 Гф п:р 40Формула изобретенияСистема заряда накопительногоконденсатора, содержащая тРехфазный 45 источник переменного напряжения, первая клемма которого соединена с первой обкладкой первого и второго конденсаторов, вторая обкладка первого конденсатора соединена с катодом пер вого диода, анод которого соединен с второй клеммой источника переменного напряжения, третья клемма которо-.го соединена с катодом второго диода,анод которого соединен с второй об-.кладкой второго конденсатора, анодпервого диода соединен с первой обкладкой третьего конденсатора, втораяобкладка которого соединена с анодомпервого и второго тиристоров, катодпервого тиристора соединен с первойобкладкой четвертого конденсатора,вторая обкладка которого соединена с.первой обкладкой пятого конденсатора,первая обкладка шестого конденсаторасоединена с катодом третьего и четвертого тиристоров, анод третьего тиристора соединен с первой обкладкой четвертого конденсатора, седьмой конденсатор, блок управления, первый, вто-,рой и третий входы которого соединенысоответственно с первой, второйи третьей клеммами трехфазного источника переменного напряжения, первый,второй, третий, четвертый выходы блока управления соединены соответст -венно с управляющими электродами первого, второго, третьего, четвертоготиристоров, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью уменьшения несимметрии токов трехфазного источникапеременного напряжения,. улучшенияудельных массогабаритных показателей,в него введен симистр, включенный между третьей клеммой трехфазного источ "ника переменного напряжения и первойобкладкой седьмого конденсатора, вторая обкладка которого соединена санодом первого диода, катод которогосоединен с анодом второго тиристора,катод которого соединен с первой обкладкой пятого конденсатора, втораяобкладка которого соединена с анодом четвертого тиристора, катод которого соединен с анодом второго диода, первая обкладка шестого конденсатора соединена с анодом второго диода, а вторая обкладка - с первой обкладкой седьмого конденсатора, пятыйвыход блока управления соединен с управляющим электродом симистра,5 6 рректор Л,Вески писн ри ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат фПатент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О Составитель Н, Горбачередактор И,Сегляник Техред М, Ходанич Заказ 6978/55 Тираж 884НИИПИ Государственного комитета по изобр113035, Москва, Ж, Рауш ениям и открытия кая наб., д, 4/5