Система заряда накопительного конденсатора Советский патент 1987 года по МПК H03K3/53 

11330730

H3o6peTeHVie относится к импульсным источникам питания и предназначено для так называемого быстрого заряда накопительного конденсатора генераторов мощных импульсов от трехфазного источника переменного тока за время не менее половины периода изменения тока источника.

Цель изобретения - улучшение удельных энергетических пока:зателей.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.

Система заряда накопительного кон- 15 фазные обмотки 2 и 4 источника 1 - денсатора содержит трехфазный источ- заряжается дозирующий конденсатор 7. ник 1 переменного тока с фазными

переменного тока

обмотками 2-4, соединенными по схеме звезды с нейтралью 5, первый, второй и-третий фазные выводы которого соединены через соответственно первый 6, второй 7 и третий 8 конденсаторы (дозирующие) с точками соединения анода и катода соответственно .первого 9 и второго 10, третьего 11 и четвертого 12, пятого 13 и шестого 14 диодов трехфазного выпрямителя, катоды первого 9, третьего 11 и пятого 13 диодов соединены между собой, четвертый 15 и пятый 16 конденсаторы, первые обкладки которых соединены соответственно с выводом нейтрали 5 и с отрицательной ВЬЕХОДНОЙ шиной 17, которая соединена с анодом седьмого диода 18 и через накопительный конденсатор 19 подключена к положительной выходной шине 20, шестой 21 и седьмой 22 конденсаторы, тиристор 23 и дроссель 24, первые обкладки шестого 21 и седьмого 22 конденсаторов соединены с первой обкладкой пятого конденсатора 16, а вторые обкладки пятого 16, шестого 21 и седьмого 22 конденсаторов соединены с анодами соответственно второго 10, четвертого 12 и шестого 14 диодов и с вторыми oбклaдкa 4И соответственно третьего 8, первого 6 и второго 7 конденсаторов, вторая обкладка четвертого конденсатора 15 подключена к катоду первого диода 9 и аноду тиристора 23, катод которого через дроссель 24 соединен с положительной выходной шиной 20, катод седьмого диода 18 соединен с нейтралью 5. Причем величины емкостей каждого от первого до седьмого конденсаторов превышают емкость накопительного конденсатора не меиыре чем на порядок.

20

Когда напряжение Uj возрастает от нуля до максимального значения в диапазоне изменения угла 120 - 210 эл. град, до амплитуды напряжения 1,73и по цепи: фазная обмотка 4 - диод 14 - конденсатор 8 - фаз ная обмотка 4 - фазные обмотки 3 и 2 - заряжается дозирующий конден25 сатор 8. Когда напряжение Uv/ возрас тает от нуля до максимального значения в диапазоне изменения угла 240 - 330 эл. град, до амплитуды линейного напряжения 1,73U«y, по цепи:

30 фазная обмотка 2 - диод 10 - конденсатор 6 - фазные обмотки 4 и 3 - заряжается дозирующий конденсатор 6. Когда фазное напряжение Uj возрастает от нуля до максимального значения

25 U-v,, в диапазоне изменения угла 150 - 240 эл. град, фазная обмотка 3 соединяется последовательно-согласно с дозирующим конденсатором 7 (С) и от них до величины 2,73и„,с ( /С;г заряжается вольтодобавочный конденсатор 15 (C/f) по цепи: фазная обмот ка 3 - конденсатор 7 - диод 11 - кон денсатор 15 - нейтраль 5 - фазная обмотка 3, а от фазной обмотки 3 до

45 амплитуды фазного напряжения источника - вольтодобавочный конденсатор 22 по цепи: фазная обмотка 3 - конденсатор 22 - диод 18 - нейтраль 5 - фазная обмотка 3. Когда фазное напряжение Uj, возрастает от нуля до максимального значения в диапазоне измерения угла 270 - 360 эл. град., фазная обмотка 4 соединяется последо вательно-согласно с дозирущим конден

cg сатором 8 (с,) и от них до величины 2,(1+С///Су) подзаряжается вольтодобавочный конденсатор 15 по цепи: фазная обмотка 4 - конденсатор 8 - диод 13 - конденсатор 15 - нейт40

50

Система работает следующим образом.

За начало отсчета примем момент

времени, когда напряжение Ujj, возрастая, проходит через нуль. Когда напряжение Ujj возрастает от нуля до максимального значения ,д в диапазоне изменения yглaU t от нуля до

90 эл. град, до амплитуды напряжения ижл 1,73и„, где Umip - амплитуда фазного напряжения источника, по цепи: фазная обмотка 3 - диод 12 - конденсатор 7 - фазная обмотка 3 15 фазные обмотки 2 и 4 источника 1 - заряжается дозирующий конденсатор 7.

0

Когда напряжение Uj возрастает от нуля до максимального значения в диапазоне изменения угла 120 - 210 эл. град, до амплитуды напряжения 1,73и по цепи: фазная обмотка 4 - диод 14 - конденсатор 8 - фазная обмотка 4 - фазные обмотки 3 и 2 - заряжается дозирующий конден25 сатор 8. Когда напряжение Uv/ возрастает от нуля до максимального значения в диапазоне изменения угла 240 - 330 эл. град, до амплитуды линейного напряжения 1,73U«y, по цепи:

30 фазная обмотка 2 - диод 10 - конденсатор 6 - фазные обмотки 4 и 3 - заряжается дозирующий конденсатор 6. Когда фазное напряжение Uj возрастает от нуля до максимального значения

25 U-v,, в диапазоне изменения угла 150 - 240 эл. град, фазная обмотка 3 соединяется последовательно-согласно с дозирующим конденсатором 7 (С) и от них до величины 2,73и„,с ( /С;г) заряжается вольтодобавочный конденсатор 15 (C/f) по цепи: фазная обмотка 3 - конденсатор 7 - диод 11 - конденсатор 15 - нейтраль 5 - фазная обмотка 3, а от фазной обмотки 3 до

45 амплитуды фазного напряжения источника - вольтодобавочный конденсатор 22 по цепи: фазная обмотка 3 - конденсатор 22 - диод 18 - нейтраль 5 - фазная обмотка 3. Когда фазное напряжение Uj, возрастает от нуля до максимального значения в диапазоне измерения угла 270 - 360 эл. град., фазная обмотка 4 соединяется последовательно-согласно с дозирущим конденcg сатором 8 (с,) и от них до величины 2,(1+С///Су) подзаряжается вольтодобавочный конденсатор 15 по цепи: фазная обмотка 4 - конденсатор 8 - диод 13 - конденсатор 15 - нейт40

50

1

раль 5 - фазная обмотка 4, а от фазной обмотки А до амплитуды Um фазного напряжения источника заряжается вольтодобавочный конденсатор 16 по цепи: фазная обмотка 4 - конденсатор 16 - диод 18 - нейтраль 5 - фазная обмотка 4. Когда фазное напряжение U возрастает от нуля до максимального значения в диапазоне изменения угла 390 - 480 эл. град, фазная обмотка 2 соединяется последовательно- согласно с дозирующим конденсатором (С ) и от них до величины 2, /(.f 4 подзаряжается вольтодо- бавочный конденсатор 15 по цепи: фазная обмотка 2 - конденсатор 6 - диод 9 - конденсатор 15 - нейтраль 5 - фазная обмотка 2, а от фазной обмотки 2 до амплитуды Сгл фазного напря- жения.источника заряжается вольтодобавочный конденсатор 21 по цепи: фазная обмотка 2 - конденсатор 21 - диод 18 - нейтраль 5 - фазная обмотка 2.

Когда тиристор 23 открыт блоком контроля напряжений и управления тиристором, вольтодобавочные конденсаторы 22 и 15 соединяются последовательно-согласно друг с другом и с фазной обмоткой 3 источника, вольтодобавочные конденсаторы 16 и 22 - последовательно-согласно друг с другом и фазной обмоткой 4 источника, а вольтодобавочные конденсаторы 21 и 15 - последовательно-corjiacHo друг с другом и с фазной обмоткой 2 источника и от них по цепям: шина 17 - конденсатор 22 - фазная обмотка 3 - нейтраль 5 - конденсатор 13 - тиристор 23 - обмотка линейного дросселя 24 - шина 20 - конденсатор 19 - шина 17; шина 17 - конденсатор 16 - фазная обмотка 4 - нейтраль 5 - конденсатор 15 - тиристор 23 - обмотка дросселя 24 - шина 20 - конденсатор 19 - шина 17 и шина 17 - конденсатор 21 - фазная обмотка 2 - нейтраль 5 - конденсатор 15 - тиристор 23 - обмотка дросселя 24 - шина 20 - конденсатор 19 - шина 17 заряжается ровно за половину периода собственной кругово частоты зарядного контура накопительный конденсатор 19 до напряжения

,3iV«

..« Ч7

(/.C,/CJ,

u.,

i ю 6 15 2025

/

30

35

40

50

где Cf . - /

емкость любого вольтодобавоч- ного конденсатора; емкость дозирующего конденсатора;

емкость накопительного конденсатора. Например, при - / I UH/С/

45

0,05 у предлагаемой системы U|j - 6,33Urt p, в то время как максимальное напряжение заряда накопительного, конденсатора прототипа при указанных соотношениях емкостей составляет 3,47Un,,i, при среднем выходном напряжении системы прототипа 2,56U

Таким образом, максимальное напряжение заряда накопительного конденсатора системы в 1,83 раза вьпие максимального напряжения заряда накопительного конденсатора прототипа, в то вре- мя как среднее выходное напряжение предлагаемой системы в 2,48 раза вьше среднего выходного напряжения прототипа .

Когда накопительный конденсатор 19 зарядится до максимального напряжения Vfj/ , тиристор 23 закрывается, а копительный конденсатор 19 разряжают на импульсную нагрузку. Затем описанный процесс заряда вольтодобавочных конденсаторов и заряда-разряда накопительного конденсатора повторяется циклически примерно с частотой изменения тока источника.

Так как последовательно с накопительным конденсатором 19 включен линейный дроссель 24, практически устраняются начальные броски тока при заряде накопительного конденсатора.

Предлагаемая система заряда накопительного конденсатора позволяет без использования специального повышающего трансформатора зарядить накопительный конденсатор 19 до минимального напряжения, определяемого выражением (1) и при соотношении емкос- refi С /Cj-0,i иС„/Г -0,05 состав

ляющего 6,. Это при фазном напряжении сети переменного тока U 220 В (и,. 310 В) обеспечивает бестрансформаторный заряд накопительного конденсатора 19 до напряжения U, ;5;1960 В. Для сравнения в прототипе при тех же соотношениях емкостей gg обеспечивается бестрансформаторный заряд накопительного конденсатора 19 от такой же сети переменного тока только до напряжения 1080 В, а заряд накопительного конденсатора до .более высокого напряжения возможен только путем применения наряду с трехфазной сетью повышающего трансформатора.

Формула изобретения

1. Система заряда накопительного конденсатора, содержащая трехфазный источник переменного тока с фазными обмотками, соединенными по схеме звезды с нейтралью, первый, второй и третий фазные выводы которого соединены через соответственно первый, второй и третий конденсаторы с точ- ками соединения анода и катода соответственно первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого диодов трехфазного выпрямителя, катоды первого, третьего и пятого диодов соединены между собой, четвертый и пяты конденсаторы, первые обкладки которых соединены соответственно с выводом нейтрали и с отрицательной выходной шиной, которая соединена с анодом седьмого диода и через накопительный конденсатор подключена к положительСоставитель Т.Чижиков Редактор Н.Киштулинец Техред И.Верес Корректор А.Тяско

Заказ 3591/55 Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ной выходной шине, отличающаяся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, в нее введены шестой и седьмой конденсаторы, тиристор и дроссель, первые обкладки шестого и седьмого конденсаторов соединены с перво обкладкой пятого конденсатора, а вторые обкладки пятого, шестого и седьмого конденсаторов соединены с анодами соответственно второго, четвертого и шестого диодов и с вторыми обкладками соответственно третьего, первого и второго конденсаторов, вторая обкладка четвертого конденсатора подключена к катоду первого диода и аноду тиристора, катод которого через дроссель соединен с положительной выходной шиной, катод седьмого диода соединен с нейтралью источника переменного тока.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что величины емкостей каждого от первого по седьмой конденсаторов превьш1а от емкость накопительного конденсатора не меньше чем на порядок.

Изобретение относится к импульсным источникам питания и может быть использовано для повьшения скорости заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов от трехфазного источника переменного тока за время не менее половины периода изменения тока источника. Целью изобретения является улучшение удельных энергетических показателей. Для достижения поставленной цели в систему, содержащую трехфазный источник 1 переменного тока с фазными обмотками 2, 3 и 4, соединенными по схеме Звезда с нейтралью 5, дозирующие конденсаторы 6, 7 и 8, диоды 9-14 трехфазного выпрямителя, конденсаторы 15 и 16, выходные щины 17 и 20, диод 18 и накопительный конденсатор 19, дополнительно введены конденсаторы 21 и 22, тиристор 23 и дроссель 24. В системе практически устранены начальные броски тока при заряде накопительного конденсатора 19 и обеспечивается его заряд без использования специального повышающего трансформатора. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. fj Zi J -ч 24 ( i СЛ CAd 00 о 00 8, J9 tl12 llf 16 гг 2Z 0/7