Генератор импульсов тока Советский патент 1983 года по МПК H03K3/53 

11 Изобретение относится к устройств преобразования энергии постоянного т ка в энергию переменного тока, а более конкретно к генераторам ямпупит специальной,например,квазитреугольно формы,и предназначен для питания обмоток,создающиХМагнитные поля,в частнос ти для питания индукторов установок индукционного нагревай питания двигателеи возвратно-поступательного движени Известен генератор импульсов тока, 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 включен нагрузка. Формирование импульсов тока необходимой формы производится за счет принудительного выключения основных тиристоров при включении вспомогательных тиристоров П j. 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, трансформатор с основными и вспомогательными обмотками, конденсаторы, диоды, дроссели, первый и второй основные тиристоры, включенные .по- . следовательно и в прямом направлении по отношению к зарядному устройству, к точке соединения которых под ключены катод первого вспомогательно ного тиристора, анод второго вспомо гательного тиристора и обкладкз первого конденсатора, причем ано первого вспомогательного тиристора соединен с обкладкой второго конден сатора и через основную обмотку тра форматора, имеющую средний вывод, с .катодом второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьего конден 6 тога,к среднему выводу основной обмотк ,подключена вторая обкладка первого конденсатора ,а вторая обкладка второг конденсатора через первую вспомогательную обмотку соединена с анодом .первого основного тиристора, а втора обкладка третьего конденсатора через 1 вторую вспомогательную обмотку соединена с катодом второго основного тиристора, при этом катод первого диода соединен с положительным выводом зарядного устройства, а анод второго 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 пЪдпитки протекает через дроссе, что ведет (f дополнительным политерям энергии и, следовательно, уменьшает КПД генератора.Также уменьшает КПД рекуперация энергии не в накопительный конденсатор, а во вспомогательный, после чего она возвращается через дроссели,а это сопровождается дополнительными потеоями. Цель изобретения - повышение.КПД и снижение габаритов генератора. Поставленная цель достигается-тем. что в генераторе импулъсов тока, содержащем 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 кaтo.oм второго вспомогательного тиристора и с обкладкой третьего конденсатора, к среднему выводу основной обмотки подключена вторая обкладка первого конденсатора, а вторая обкладка второго конденсатора через первую вспомогательную обмотку трансформатора соединена с анодом первого основного тиристора, а вторая обкладка третьего конденсатора через вторую вспомогательную обмотку соединена с катодом второго основного тиристора, при этом катод первого диода соединен с положительным выводом зарядного устройства, анод второго диода соединен с отрицательным выводом зарядного устройства,катод первого диода соединен с второй обкладкой второго конденсатора, а его анод через первый дроссель соединен с первой обкладкой второго конденсато ра, анод второго диода соединен с второй обкладкой третьего конденсаTopaJ катод второго диода через второй дроссель соединен с первой обкладкой третьего конденсатора, причем оба дросселя магнитно связаны с выходной обмоткой. На фиг.1 представлена принципиальная схема генератора импульсов тока; на фиг.2 - диаграммы тока в нагрузке и напряжений на конденсаторах, Генератор импульсов тока содержит зарядное устройство 1, первый 2 и второй 3 основные тиристоры, вспомогательный тиристор 4, второй вспомогательный тиристор 5 и конденсатор 6, Анод первого вспомогательного тиристора соединен с первой обкладкой второго конденсато ра 7 и через выходную обмотку 8, имеющую средний вывод с катодом второго вспомогательного тиристора 5 с первой обкладкой третьего конденсатора 9. К среднему выводу выходной обмотки 8 подключена вторая обкладка первого конденсатора 6,при чем вторая обкладка второго конденс тора 7 через первую вспомогательную обмотку 10 соединена с анодом первого основного тиристо ра 2, а вторая обкладка треть его конденсатора 9 через вторую вспомогательную обмотку 11 соединен с катодом второго основного тиристора Устройство также содержит первый ди 12, катод которого соединен с положительным выводом зарядного устройства 1, второй диод 13, анод которо соединен с отрицательным выводом зарядного устройства 1, первый дрос сель Tt, второй дроссель 15. Катод первого диода 12 соединен с второй обкладкой второго конденсатора 7 а анод первого диода 12 через первы дроссель Т соединен с первой обкла кой второго конденсатора 7. Анод вт рого диода 13 соединен с второй обкладкой третьего конденсатора 9 а катод второго диода через второй дроссель 15 соединен с первой обкладкой третьего конденсатора 9.При чем оба дросселя И и 15 через обмотку 17 магнитно связаны с нагрузкой 16. Небольшие по величине вспо1м6гательные обмотки 10 и 11 могут быть индуктивностями монтажных проводов. Емкость конденсатора 6 меньше емкости конденсатора 7 и, следовательно, конденсатора 9. На фиг.2 кривая 18 изображает диаграмму тока в нагрузке 16, кривые 19 и 20 - напряжения соответственно на конденсаторах 7 и 9, кривая 21 напряжение на конденсаторе 6. Генератор импульсов тока работает следующим образом. В начальный момент t(j (фиг.2 ) от схемы управления (не показана ) включается вспомогательный тиристор Ч, и конденсатор 6, начальная полярность- напряжения на котором показана на фиг.1, начинает разряжаться на нагрузку 1б по цепи 8-17. В момент -b-i, когда напряжение на конденсаторе 6 уменьшится, но еще не сменит полярность, фиг.2, поз.21), от схемы управлений включается основной тиристор 2 и через него начинается разряд конденсатора 7 (фиг.2, поз.19 К начальная полярность напряжения на котором показана на фиг.1. Вспомогательный тиристор k запирается и к нему прикладывается в обратном направлении алгебраическая сумма напряжений конденсаторов 6 и 7, совместный разряд которых через тиристор 2 на нагрузку 16 по цепи 8-17 увеличивает ток нагрузки (фиг.2, поз. 18 ). Емкость конденсатора 7 больше емкости конденсатора 6, поэтому конденсатор 6 перезаряжается быстрее, чем конденсатор 7. В момент 12(фиг.2), когда напряжение на нагрузке 6 становится равным напряжению кон- денсатора 7 ток нагрузки благодаря магнитной связи перехватывается через первый дроссель в цепь диода 12, и энергия, неиспользованная в нагрузке 16, начинает возвращаться в конденсатор 7, перезаряжая его. Через некоторое время, когда энергия, запасенная во вспомогательной обмотке 10, перейдет в конденсатор 6, закрывается тиристор 2 и к нему в обратном направлении прикладывается разница напряжений между конденсаторами 6 и 7. Когда ток нагрузки уменьшится до нуля - момент t.j {фиг.2, поз.18), диод 12 обесточится и запрется, а обратное напряжение на тиристорах 2 и i возрастет. Далее аналогично работает вторая часть генератора.включающая основной Тиристор 3, вспомогательный тиристор 5, конденсаторы 510 6 и 9, вторая половина обмотки 8, вспомогательную обмотку 11, диод 13, дроссель 15, в течение интервала времени (t-j-t). 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 016 второго дросселя между катодом второго диода и первой обкладкой третьего конденсатора, отсутствие вспомогательных конденсаторов 1на выходе зарядного устройства выгодно отличает предлагаемый генератор от известного, так как при этом уменьшается количество конденсаторов в схеме,что приводит к снижению стоимости и габаритов. Кроме того, выполнение дросселей на одном сердечнике уменьшает габариты г-енератора. КПД в генераторе гораздо выше, чем у известного,так как меньше потери при подпитке конденсаторов от зарядного устройства.

/О

/rf

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 третьего конденсатора, к среднему выводу основной обмотки подключена вторая обкладка первого конденсатора, a вторая обкладка второго кондехсатора через первую вспомогательную обмотку соединена с анодом первого основного тиристора, a 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 зарядно i го.устройстваi отличающийс я тем, что,с целью повышения КПД (Л С и снижения габаритов,катод первого диода соединен с второй обкладкой второго конденсатора, анод первого диода через первый дроссель сое- g динен с первой обкладкой второго конденсатора, анод второго диода соединен с второй обкладкой третьего конденсатора, катод второго диода через второй дроссель соединен с первой 00 обкладкой третьего конденсатора, приtc чем оба дросселя.магнитно связаны с выходной обмоткой.

2019

/