Устройство для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

I11 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для заряда, накопительных конденсаторов ОТисточников переменного напряжения преимущественно на подвижньк объектах, работающих от источ ников соизмеримой мощности. Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник переменного тока с тремя фазными обмотками, три умножающих конденсатора, четыре вентиля и две выходные клеммы для подключения заряжаемого накопительного конденсатора. При этом конец первой фазной обмотки через включенньй в прямом направлении диод подключен к одной обкладке первого конденсатора, другая обкладка которого соедине на с началом первой фь.зной обмотки. Начало второй фазной обмотки через второй конденсатор подключено к концу первой фазной обмотки, а конец через второй диод - к началу первой фазной обмотки, а через третий конденсатор - к началу третьей фазной обмотки, конец которой через третий диод соединен с началом второй фазной обмотки. Кроме того, начало третьей фазной обмотки подключено к отрицательной выходной клемме, а точка соединения первого диода и пер вого конденсатора через четвертый диод соединена с положительной вы- . ходной клеммой Li 3. Это устройство позволяет заряжать накопительньй конденсатор до напряжения, в 6,2 раза превьшающего амплитуду фазного напряжения источника Однако сравнительно невысокий КПД, а также несимметричная нагрузка фаз и непосредственный заряд накопительного конденсатора от источника удвоенного амплитудного значения фазного напряжения источника существен но сужают область применения извест ного устройства. Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является устройс во для заряда накопительного конден сатора от трехфазного источника пе- ременного тока, содержащее диодноконденсаторный выпрямитель-умножитель напряжения, образованный тремя дозируюр{ими конденсаторами и вентильными цепочками, каждая из которьк состоит из двух соединенных последовательно-согласно диодов, пр чем катодньй вывод первой вечтиль2ной цепочки подключен к положитель-ной обкладке накопительного конденpaTopa, точка соединения диодов :пер-1 вой вентильной цепочки соединена с одной обкладкой первого дозирующего конденсатора, а ее анодный вывод соединен с одной обкладкой вторс;го дозирующего конденсатора,аноднь4 вывод второй вентильной цепочки подг лючен к отрицательной обкладке накопит1ельного конденсатора, а точка соединения диодов второй вентильной цепочки; подключена к одной обкладке третьего дозирующего конденсатора, при эт1ом фазовые обмотки трехфазного исто чника переменного тока соединены noicледовательно друг с другом и две из них включены согласно друг с inpyгом и встречно с третьей Г. Так как ток заряда в этом устройстве ограничен сопротивлением до;зирующих конденсаторов, вольт-амперная характеристика устройства имеет линейно падающий характер, а за ядная мощность (равна нулю при коротком замыкании и в режиме холостого хода и имеющая максимальное значение при зарядном напряжении, примерно вдвое меньшем максимального зарядного напряжения накопительного конденсатора), изменяющаяся в кажДом полупериоде изменения тока источника:, существенно отлична от среднецик ического ее значения. Кроме того, четвертьпериодный заряд дозирующих конденсаторов характеризуется малой угловой длительностью импульсов тока и низким значением коэффициента мощности источни са (среднециклическое значение которого меньше 0,25), поэтому типовая (габаритная) мощность источника более чем в четыре раза превышает среднезаряженную мощность нагрузки, а на клеммах источника переиенного тока (изза больших пульсаций зарядного тока накопительного и дозирующих конденсаторов) - низкое качество электрической энергии, что не дает возможности работать от первичного источника питания соизмеримой мощностй. Цель изобретения - повьш1ение качества электрической энергии трехфазного источника переменного тока путем сближения максимального и средне-ациклического значения зарядной мфиности накопительного конденсатора. Поставленная цель достигается тем, что .устройство для заряда наки3 пительного конденсатора от трехфазного источника переменного тока, содержащее диодно-конденсаторньй вьтрямитель-умножитель напряжения, образованный тремя дозирующими конденсаторами и двумя вентильными цепочками, каждая из которых состоит 1ИЗ двух соединенных последовательносогласно диодов, причем катодный вывод первой в нтильной цепочки подключен к положительной обкладке накопительного конденсатора, точка соединения диодов первой вентильной цепочки соединена с одной обкладкой первого дозирующего конденсатора, а ее анодный вывод соединен с одной обкладкой второго дозирующего конденсатора, анодный вывод второй вентипьной цепочки подключен к отрицател.ьному выходному выводу, а точка соединения диодов второй вентильной цепочки подключена к одной обкладке третьего дозирующего конденсатора, при этом фазовые обмотки трехфазного источника переменного тока соединены последовательно друг с другом и две из них включены согласно друг с другом и встречно с третьей, допол нительно снабжено токоограничивающим линейным дросселем с отводом от части витков его обмотки, один вьшод которой подключен к свободной обклад ке второго дозирующего конденсатора, другой вывод - к.свободной обкладке третьего дозирующего конденсатора, а отвод от части витков подключен к концу третьей фазовой обмотки источника, при этом начало первой фазовой обмотки подключено к точке соединения диодов второй вентильной цепочки, катодный вывод которой соединен с анодным выводом первой ве;1тильной цепочки, На чертеже представлено устройство. Устройство содержит диодно-конден саторный вьтрямитель-умножитель напряжения, образованный диодной цепочкой ит четырех соединенных последовательно-согласно диодов 1-4 и тремя дозирующими конденсаторами 5, 6 и 7, накопительный конденсатор 8, которьй подключен между катодом диода 1 и анодом диода 4, токоограничивающий дроссель 9, который включен между обкладками конденсаторов 5 и 7, и последовательно соединенные обмотки 10, 11 и 12 трехфазного источника переменного тока. 14 При этом емкость конденсатора 5 выбирается таким образом, чтобы ем- костное сопротивление его было равно индуктивному сопротивлению нижней по схеме части обмотки дросселя, а емкость конденсатора 5 равна емкости конденсатора 6 и много меньше емкости конденсатора 7. Устройство работает следующим образом. В устройстве имеется восемь цепей, по которым может передаваться энер:гия источника переменного тока с обмотками 10, 11, 12. По трем из них энергия может передаваться только лишь в дозирующие конденсаторы, не попадая в накопительный конденсатор 8, а по пяти остальным каналам энергия передается непосредственно в накопительный конденсатор 8. По первой цепи: обмотка 12 - токоограничивающий дроссель 9 - дозирующий конденсатор 5 - диод 4 - обмотки 10, 11 и 12, энергия резонансно передаетсяВ дозирующий конденсатор 5, который заряжается до. величины напряжения, в 3,14 раза превьппающего фазное напряжение (U, ) трехфазного источника переменного тока. По второму каналу: обмотка 10 - диод 3 - дозирующий конденсатор 7 токоограничивающий дроссель 9 - обмотки 12-11-10, происходит заряд конденсатора 7 до удвоенного значения . По третьему каналу: обмотка 12 - токоограничивающий дроссель 9 - дозирующий конденсатор 7 - диод 2- дозирующий конденсатор 6 - обмотки 10, 11, 12 происходит заряд дозирующего конденсатора 6 до значения равного . Кроме того, в этом устройстве передача энергии источника в накопительном конденсаторе 8 осуществляется по пяти зарядным каналам. Первый канал: диод 4 - обмотки 10, 11, 12 - токоограничивающий дроссель 9 - дозирующий конденсатор 7 - диод 2 - диод 1 - накопительный конденсатор В - диод 4. Второй канал: диод 4 - дозирующий конденсатор 6 - диод 1 - накопительный конденсатор 8 - диод 4. Третий канал: дозирующий конденсатор 5 - токоограничивающий дроссель 9 - обмотки 12, 11, 10 - диод 3- диод 2 - диод 1 - накопительный конденсатор 8 - дозирующий конденсатор 5.

Четвертый канал: дозирунщий конденсатор 5 - токоог1)аничивающий дроссель 9 - дозирующий конденсатор 7 - диод 2 - диод 1 - накопительный конденсатор 8 - дозирующий конденсатор 5,

Пятый канал: дозирукиций конденсатор 5 - токоогрантгйвающий дроссель 9 - обмотки 12, 11, 10 - дозирующий конденсатор 6 - диод 1 - накопительный конденсатор 8 - дозирующий конденсатор 5.

При этом передача энергии в накопительный конденсатор 8 по первому и второму зфядным цепям возможна только лишь в случае, если напряжение на обкладках накопительного кон-денсатора 8 меньше чем ffJnx. ° третьему и четвертому каналам заряд накопительного конденсатора 8 будет происходить тогда, когда напряжение на нем меньше 5,. По пятому каналу накопительный конденсатор 8 может быть заряжен до величины напряжения равной 9,1Аи, зачитывая, что напряжение фазных обмоток 10, 11 и 12, включенный согласно фиг.1, можно рассматривать как напряжение равное 2U.

Таким образом, энергия источника (особенно на начальной стадии заряда накопительного конденсатора) ,передается в дозирующие и накопительный конденсатор в течение всего периода изменения напряжения источника, без бросков тока и практически с постоянной скоростью (т.е. при

стабильном значении зарядной мощности) до напряжения, более чем в девять раз превьЩ1акмдего амплитуду фазового напряжения источника и при мальк пульсациях тока, что обеспечивает

повышение качества электрической

энергии, упомянутого источника переменного тока на его выходных клеммах, что позволяет почти в два раза снизить его установленную мощность.

) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА от трехфазного источника переменного тока, содержащее диодно-конденсаторный выпрямитель-умножитель напряжения, образованный тремя дозирующими конденсаторами и двумя вентильными цепочками, каждая из которых состоит из ABjTC соединенных последовательно-согласно диодов,причем катодный вывод первой вентильной цепочки подключен к положительной обкладке накопительного конденсатора, точка соединения диодов первой вентильной цепочки соединена с одной обкладкой первого дозирукнцего конденсатора, а ее анодньй вывод соединен с одной обкладкой второго дозирующего конденсатора, анодный вывод второй вентильной цепочки подключен к отрицательной обкладке накопительного конденсатора, а точка соединения диодов второй вентильной цепочки подключена к одной обкладке третьего доз ируиние- го конденсатора, при этом фазовые обмотки трехфазного источника переменного тока соединены последовательно друг с другом и две Из них включены согласно друг с другом и встречно с третьей, отличающееся тем, что, с целью повьппения качества электрической энергии трехфазного источника переменного тока путем сближения максимального и среднециклического значений зарядной мощности, оно дополнительно снабжено токоограничивающим линейным дросселем с отводом от части витков его обмотки, один вывод которой подключен к свободной обкладке второго дозирукяцего конденсатора, другой вывод - к свободной обкладке третьего дозирующего конденсатора, а отвод от части витков подключен к ко.нК9 цу третьей фазовой обмотки источника, при этом начало первой фазовой обмотки подключено к точке соединения кэ диодов второй вентильной цепочки, |катодный вывод которой соединен с анодным выводом вентильной цепочки.