Формирователь пакетов высокочастотных импульсов тока

О П И С А Н И Е (и 966834ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцмалмстмческмхРеспублик(5)М. Кл. Н 02 М 9/02 д В 23 Р 1/02 тееударетвенный кветет СССР но яелаи наабретеннй н открытнйДата опубликования описания 15 . 10 .82(71) Заявитель Уфимский авиационный институт им. Ордж икидз:.;(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПАКЕТОВ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА)1Изобретение относится к преобра зовательной технике и может быть применено в импульсных источниках питания для электроэрозйонной и электрохимической обработки металлов.Известен автономный последова" тельный инвертор, содержащий инверторный мост с встречно-параллельными диодами и коммутирующей 1.С"цепью в диагонали, связанный с входным выводаю через входной дроссель. Нагрузка инвертора включена в диагональ т 1 остоянного тока моста через разделительный конденсатор и защитный дроссель 1 1).Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является генератор серии униполярных . высокочастотных импульсов тока, со" держащий источник постоянного тока через входной дроссель. Выходные выводы для подключения нагрузки присое. динены к инвертору через раздели. тельный конденсатор и защитную индук; 2тивность. Для получения униполярныхимпульсов тока значительной амплитуды нагрузка этого генератора можетбытьвключена в параллельный колебательный контур через трансформатор 5 и выпря 1 т 1 тель 1 2.НедоМатком этого устройства яв"ляется то, что при образовании паузи большой скважности пакетов импуль"сов, когда инверторный мост не ра В ботает, разделительный конденсаторзаряжается током, протекающим через . входной дроссель, до напряжения болеевысокого, чем напряжение источникапостоянного тока. При больших ампли тудах импульсов тока в пакете разделительный конденсатор, сильно разряжается, так как входной дроссель неуспевает его подпитывать, В результате высокочастотные импульсы тока впакете быстро снижаются по амплитуде, что неприемлемо при импульснойэлектрохимической обработке. Для того., чтобы удержать амплитуду токов966834 30 в пакете высокочастотных импульсовпостоянной, необходима большая емкость высокочастотных разделительных конденсаторов, что практическинеприемлемо.3Цель изобретения - получение Формы огибающей пакетов униполярныхвысокочастотных импульсов тока, близкой к прямоугольной,Поставленная цель дости гается 1 Отем, что Форюрователь пакетов высокочастотных импульсов токасодержащий преобразовательный мост на зашунтированных обратными диодами тиристорах с омуирующи С-контуромв диагонали переменного тока, подключенный к положительному. входному вы-.воду и связанный с анодным выводомпостоянного тока моста входной дроссель, последовательную цепь из разделительного конденсатора и защитногодросселя, один вывод которои подключен к анодному выводу постоянного токамоста, а другой связан с катоднымвыводом постоянного тока моста черезпервичную обмотку выходного трансФорматора, соединенные последовательно конденсатор и зашунтированный.обратным диодом тиристор, подключенные параллельно первичной обмоткевыходного трансформатора, вторичнаяобмотка которого связана с выходными выводаьи. через выпрямитель, причемкатодный вывод постоянного тока моста соединен с отрицательным входным35выводом, снабжен дополнительными конденсатором и дросселем, а также тремя дополнительными тиристораьи, причем первый дополнительный тиристорвключен последовательно между входным40дросселем и анодным выводом постоянного тока моста, второй - последовательно с дополнительным конденсатороммежду входным дросселем и катоднымвыводом постоянного тока моста, а45третий - последовательно с дополнительным дросселем между обцей точкойвторого дополнительного тиристораи дополнительного конденсатора и анодным выводом постоянного тока моста,На Фиг, 1 приведена схема Формрователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.К источнику питания 1 через входной дроссель 2 подключен инверторныймост 3, образованный тиристорами и4-7, встречно-параллельныю диодами8- 11, и коммутирующей цепью, состоящей из дросселя 12 и конденсатора ф13, Нагрузочный колебательный контур 14, состоящий из трансформатора15, и конденсатора 16, присоединенного параллельно первичной обмоткетрансформатора через тиристор 17и встречно-параллельный диод 18, подключен параллельно инверторному мосту 3 через разделительный конденсатор 19 и защитный дроссель 20, Нагрузка 21 включена во вторичную обмотку понижающего трансформатора. 15через диоды 22, 23 по двухполупериод, -ной схеме выпрямления, формирующийколебательный контур 24, состоящийиз конденсатора 25 и дросселя 26,присоединен через сбрасывающий тиристор 27 к анодной группе тиристоровинверторного моста 3, Общая точкаконденсатора 25 и дросселя 26 присоединена через заряжающий тиристор 28к концу входного дросселя 2, которыйчерез питающий тиристор 29 подключен к инверторному мосту 3,На Фиг. 2 изображены осциллограммы напряжения 0 на разделительномконденсаторе 19, напряжения О 2 наконденсаторе 25 формирующего контура 24, тока 126, текущего через дроссель 26 и тиристор 27 во время паузы между пакетами импульсов и токапротекающего через нагрузкуф.1При включении тиристоров инверторного моста 3 по контуру, образованному элементами 3, 14, 19, 20, протекает колебательный ток, частотакоторого соответствует резонанснойчастоте колебательного контура 14,состоящего из конденсатора 16, тиристора 17, диода 18, первичной обмотки трансформатора 15, вторичной егообмотки, диодов 22, 23 и нагрузки 21,В этом контуре возбуждаются незатухающие колебания, которые в цепи нагрузки преобразуются в униполярныеимпульсы при помощи диодов 22, 23.В момент образования паузы междусерияи 1 высокочастотных импульсовтока снимаются управляющие импульсыс тиристоров 4-7 и с тиристора 17,Когда ток в цепи нагрузки прекращается, конденсатор 15 колебательного контура остается заряженным доследующей серии импульсов, котораяначинается при подаче управляющихимпульсов на тиристоры 4-7 инвертор а и тири стор 17 колебател ьногоконтура.Новая серия униполярных импульсов,тока сразу начинается номинальной9668 1 о 15 20 25 ьФормула и зобретения 30 р" 35 ао 45 амплитудой Ьлагодаря заряженномусостоянию конденсатора 16, что. обеспечивает высокую начальную, крутизну импульсов, независимо от длительности паузы,Так как при достаточной индуктивности дросселя 2 постоянный ток,протекающий в его цепи, во время пауз между пакетаьи импульсов не может исчезнуть, то происходит зарядразделительного конденсатора 19,При большой скважности пакетов ибольшой амплитуде тока в пакетах,учитывая сравнительно низкое напряжение, которое используется при электроэрозии и зле ктрохи ми и, вели чи наемкости р аз дели тел ь но го конде нс атора 19, работающего на высокой частоте, получается чрез вы чай но большойи практически не может быть реализована.. В момент оЬразования паузы и выключения всех тиристоров инверторавключается тиристор 28, тогда тиристор 29 гаснет, так как напряжениена конденсаторе 25 в этот момент мен,ше, чем напряжение источника постоянного тока, и ток дросселя 2 начнетзаряжать конденсатор 25 до окончанияпаузы. Конденсатор 25 может заряжаться до напряжения значительно большего, чем напряжение источника постоянного тока 1. Запас его энергии пропоционален квадрату напряжения, В момент окончания паузы включаются тиристоры 27 и 29, тиристор 28 гаснет,ток питающего дросселя переводитсяна питание инвертора 3 и разделительного конденсатора 19, Одновременно происходит колебательный разрядконденсатора 25 через дроссель 26 итиристор 27 на разделительный конденсатор 19, цто оЬеспечивает егоподпитку за счет энергии, запасенной в конденсаторе 25, При этом амплитуды высокочастотных импульсовтока, образующих пакет, не снижаются.1Величина индуктивности дросселя26 выби раетс я т акой, чтобы колебательный разряд или перезаряд конденсатора 25 успел завершиться в течение длительности пакета.Конденсатор 25 работает на пониженной частоте, равной частоте следования пакетов импульсов, поэтомув качестве их во многих случаях можно использовать косинусные конденсаторы, имеющие большие емкости. 34 6Осциллограммы, приведенные наФиг. 2, иллюстрируют работу этогоустройства. Во время паузы ток, протекавший через дроссель 2, заряжает конденсатор 25 до напряжения значительно большего О. Когда появляется пакет импульсов тока и конденсатор 19 должен разряжаться, происходит переключение конденсатора 25и он через дроссель 26 начинаетподзаряжать конденсатор 19 током 1В результате напряжение Ц не падает, а импульсы тока нагрузки получаются почти постоянными по амплитуде.Применение Формирователя пакетовимпульсного тока повзоляет получитьогиЬающую пакетов высокочастотныхимпульсов близкой по своей форме кпрямоугольной при амплитудах этихимпульсов в несколько тысяч ампер,Формирователь пакетов высокочастотных импульсов тока может Ьытьиспользован и в других импульсныхи ст о цни ках пи т а ни я, и меющи х н а вхбде дроссель с большой индуктивностью,Формирователь пакетов высокочастотных импульсов тока, содержащий преобразовательный мост на зашунтированных обратным дисдами тиристорах с коммутирующим 1.С-контуром в диагонали переменного тока, подключенный к положительному входному выводу, и связанный с анодным выводом постоянного тока моста входной дроссель последовательную цепь из разделительного конденсатора и защитного дросселя, один вывод которой подключен к анодному выводу постоянного тока моста, а другой связан с катодным выводом постоянного тока мостаа через перви чную обмот ку выходного трансформатора, соединенные последовательно конденсатор и зашунтированный обратным диодом тиристор, подключенные параллельно первичнойобмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого связана с выходными выводами через выпрямитель, причем катодный вывод постоянного тока моста соединен с отрицательным входным выводом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения формы кривой огиЬающей пакета импульсов тока путем использования энергии, накопленной во вход;ном дросселе, он снабжен дополнительныю конденсатором и дросселем,а также тремя дополнительныю тиристорами) причем первый дополнительныйтиристор включен последовательномежду входным дросселем и аноднымвыводом постоянного тока моста, второй - последовательно с дополни"тельным конденсатором между входнымдросселем и катодным выводом постоянного тока моста, а третий - последо 1 вательно с дополнительным дросселем между общей точкой второго дополнительного тиристора и дополнительного конденсатора и анодным выводом постоянного тока моста.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 300934, кл. Н 02 М 5/42) 1968.1 о 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Кф 2809766, ка, Н 02 М 7/515 ,1979 :96 б 834 оставитель А.Сытинехред Т.фанта Корректор П, Бокшан кто олесни ков аказ 7 97/7 иал ППП "Патен", г. Ужгоро роектна Тираж 721 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4