Многофазный каскадный генератор Советский патент 1985 года по МПК H02M7/10 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника, высокого постоянного напряжения для питания электрофизической аппаратуры,

Цель изобретения - повьпиение надежности.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема многофазного каскадного генератора для случая, когда число фаз равно трем; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений, действующих в генераторе.

Трехфазный вариант каскадного генератора содержит трансформатор 1с первичной обмоткой 2 и N вторичными обмотками 3-5, соединенными в звезду Каждая из обмоток подключена к мостовому выпрямителю: обмотка 3 - к выпрямителю 6, обмотка 4 - к выпрямителю 7, обмотка 5 - к выпрямителю 8. Мостовые выпрямители 6-8 соединены между собой последовательно. Фильтрующие емкости 9.и 10 включены между нейтралями вторичных обмоток: емкость 9 - между нейтралями обмоток 3 и 4, емкость 10 - между нейтралями обмоток4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

При подключении первичной обмотки 2 к источнику трехфазного переменного напряжения во вторичных обмотках 3-5 наводятся ЭДС. Емкость 9 заряжается от последовательно соединенных фаз обмоток 3 и 4 до амплитуды их суммарного напряжения, которое равно линейному напряжению одного каскада.

Аналогично заряжается емкость 10 При переходе линейного напряжения через максимум напряжение на емкостях превышает сумму напряжений на обмотках, запирая вентили мостовых выпрямителей. Ток нагрузки при этом протекает через два вентиля анодной и катодной групп выпрямителей первого и последнего каскадов, соответствующие фазы вторичных обмоток и последовательно соединенные емкости 9 и 10. При достижении линейными напряжениями величин, равньк значениям напряжений на емкостях 9 и 10, вентили выпрямителей открьшаются и емкости вновь заряжаются до амплитуд линейных ЭДС. В дальнейшем происходит повторение описанных процессор 932 .

Кривые 11-19 (фиг.2) иллюстрируют описанные процессы. На осях абсцисс графиков отложено время t, на осях ординат - напряжения, отнесенные к амплитуде фазной ЭДС одной вторичной обмотки. Кривые 11-13 изображают зависимость ЭДС наводимых в фазах вторичных обмоток 3-5 от времени, кривая 14 - зависимость напряжения на емкости 9 (или любой другой) от . времени, кривая 15 - зависимость выходного напряжения генератора от времени, кривая 16 - зависимость по.тенциала - катода вентиля анодной группы первого каскада, относительно отрицательного полюса выхода генератора.

Для сравнения приведены осциллограммы напряжений 17-19, полученные при подключении генератора, содержащего три каскада (фиг.1), к сети переменного тока частотой 50 Гц. Величины емкостей 9 и 10 - 1,0 мкФ каждая. К выходу генератора подключена активная нагрузка сопротивления 120 кОм. Осциллограммы напряжений 17-19 сняты в тех же точках схемы, для которых построены зависимости 14-16.

Так как в любой момент времени открыт один из вентипёй анодной , группы мостового выпрямителя первого каскада и один из вентилей катодной группы мостового выпрямителя последнего каскада, то потенциалы вторичных обмоток, подключенных к этим выпрямителям, относительно общей точки заданы. Потенциалы обмоток промежуточных каскадов относительно общей точки заданы цепочкой последовательно соединенных емкостей, напряжения на которых постоянны с . точностью до величины пульсаций. При этом если число фаз генератора больше трех, структура его схемы и происходящие в нем процессы не отличаются от описанных.

Так как потенциалы вторичных обмоток относительно общей точки схемы генератора заданы фильтрующими емкостями, которые шуйтируют паразитные емкости, то напряжения между элементами схемы не могут превосходить рабочие напряжения. Это уменьшает вероятность .пробоев изоляции и увеличивает надежность генератора. Кроме того, так как напряжения между нейтралями вторичных обмоток практи311810934

чески постояны, то при соответствую- его элементами, приложены эти посщей конструкции генератора к электри- тоянные напряжения, что также повьпиаческей изоляции, расположенной между ет надежность генератора.

МНОГОФАЗНЫЙ КАСКАДНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий трансформатор, с первичной обмоткой и N вторичными обмотками, каждая из которьпс соединена в звезду и подключена к одному из системы соединенных последовательно N мостовых выпрямителей, а также фильтрующие емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, (N-1) фильтрующих емкостей включены каждая между нейтралями соседних вторичных обмоток.

/Г нагрузке

Фиъ.1