Устройство для зарядки емкостного накопителя Советский патент 1986 года по МПК H02M9/06 H02J7/10 G05F1/46 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания импульсных нагрузок, в частности емкостных накопителей энергии,

Цепь изобретения - уменьшение потребляемой мощности.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит выводы 1 для подключения источника питания переменного тока, ключевой элемент, выполне1нный из встречно- параллельно включенных тиристорах 2 и 3, конденсатор 4, присоединенный параллелно первичной обмотке трансформатора 5, В1з1прямитель 6, емкостной накопитель 7 и цепь 8 обратной связи, обеспечивающую стабилизацию нацря- женил накопителя 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Пусть в момент t « О (фиг.2) происходит включение ключевого элемента и емкостной накопитель 7 начинает заряжаться. Предположим, что в момент включения остаточная индукция в сердечнике трансформато- ра равна нулю, а напряжение источника питания проходит через свое максимальное значение. В этом случае индукция в сердечнике изменяетс по синусоидальному закону (фиг.2,б) К моменту времени t напряжение на емкостном нако1штелв достигает номинального значения, трансформато переходит в режим холостого хода, и в момент t ключевой элемент отключает йервичную обмотку трансформатора от сети. На фиг.2, б моменту t,, соответствует прохождение индукции В через максимальное значение. При этом напряжение на конденсаторе 4 равно нулю. За счет энергии магнитного поля (в индуктивности намагничивания LJ конденсатор 4 заряжается, а затем разряжается на первичную обмотку трансформатора 5. В контуре, образованном конденсатором 4 и первичной обмоткой, происходят затухающие колебания, и остаточная индукция в сердечнике трансформатора уменьшается практически до нуля. В момен tj начинается разряд емкостного накопителя 7, и после окончании разряда в момент t ключевой элемент снова включается. Нахшнается новый цикл заряда емкостного накопителя. На фиг.2,б показан наиболее неблагоприятный случай, когда вклк чение происходит в начале полуволны напряжения питающей сети. Пунктирными линиями показаны принужденная В,ПР и свободная Btg составляющие индукции Э .

в общем случае энергия запасается

и в индуктивности Lj« ив конденсаторе 4, но в любом случае в контуре конденсатора 4 и первичной обмотки трансформатора возникают

затухающие колебания и остаточная индукция в сердечнике трансформатора уменьшается до нуля, что в несколько раз снижает величину бросков тока намагничивания при следующем вклиг

чении трансформатора.

Частота затухающих колебаний и их длительность определяются величиной емкости конденсатора 4 и параметрами ветви намагничивания

трансформаторов (. и ) . Целесообразно величину емкости принимать из условия возбуждения в контуре колебаний с частотой питающей сети, частоте f « 50 1

например, при С 1314 X

мкф.

Г

что повышает коэффициент мощности установки. После отключения трансформатора вследствие потерь в стали колебания затухают за один-два периода. Возможно также уменьшение емкости конденсатора 4 в два-три раза и более, что увеличивает частоту колебаний и сокращает их продолжительность, например, по соображениям уменьшения бросков емкост- ных токов включения. Однако лучше для ограничения бросков емкостных токов включения последовательно с конденсатором 4 включить добавочное активное сопротивление (резистор) небольшой величины, в пределах нескольких процентов от емкостного сопротивления, что практически

не приведет к ухудшению экономичности работы устройства., В уста- новках большой мощности целесообразно включение последовательно с конденсатором индуктивного сопротивления (реактора) -,

Для устройства неважно, параллельно которой из обмоток включен конденсатор - первичной или вторичной.

Возможен также вариант подключения ;Двух конденсаторов: и к первичной, и к вторичной обмоткам трансформатора. Вариант с подключением конденсатора параллельно вторичной обмотке в некоторых случаях может оказаться

Г Uj

1206939

более предпочтительным, так как позволяет несколько снизить величину бросков тока включения кондесатрра з.а счет индуктивного сопротивления рессеяния первичной обмотки трансформатора.

(Ь

Фи1.2

Редактор Н.Пушненкова

8732/58Тираж 5 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е.Мельникова

Техред М.НадьКорректор В.Бутяга