Источник питания импульсным током Советский патент 1988 года по МПК H02M3/315 

оо ю

ел 1ЧЭ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в качестве источника питания при электрофизических и электрохимических методах обработки. Целью является повышение КПД. Устр-во содержит четьфе моста на тиристорах 4-7 и последовательные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора 10 и дросселя 11. Нагрузка 14 подключена к мостам через коммутирующие дроссели 3. Диод 16 соединен с конденсатором 17, зашунтированным дрс сселем 18. В номинальном режиме работы в схеме практически отсутствуют обратное тиристорам бесполезное преобразование и обмен энергии между реактивными элементами, минуя нагрузку. 2 ил. S (Л

аг. /

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в качестве источника питания при электрофизических и эл„ктрохими- ческих методах обработки.

Целью изобретения является повьше- ние КПД.

На фиг.1 представлена принципиальная схема источника; на фиг.2а-г - jg пакеты импульсов тока i, создаваемые каждым мостом, униполярный импульс

13725

тока 1( , протекающий через нагрузку

Источник питания состоит из подключенных к источнику 1 постоянного тока через дроссели фильтра 2 четырех мостов, соединенных попарно параллельно и подключенных к коммутирующим дросселям 3, Мосты содержат

тиристоры А-7 и коммутирующие LC-кон- 20 торов этих мостов сдвинуты по фазе

туры на конденсаторе 8 и дросселе 9. Источник содержит последовательные цепи, состоящие из канденсатора 10 и дросселя 11, включенные между точками

соединения мостов с дросселями филь- 25 грузки импульсов тока всех четьфех

тра,и дополнительную последовательную цепь из конденсатора 12 и дросселя 13, подключенную параллельно нагрузке (межэлектродному промежутку) 14, один конец которой соединен с отрицательным выводом источника постоянного тока, а другой - с точкой соединения коммутирующих дросселей и анодов диодов 15, катоды которых подключены к точкам соединения дросселе фильтра с мостами, катодные группы которых соединены с катодами диодов 16, аноды которых подключены к отрицательному выводу источника постоянного тока через дополнительные конденсаторы 17, зашунтированные дополнительными дросселями 18.

Источник питания работает следующим образом. При включении тиристоров А и 7 моста 1 в контуре, образованном конденсатором 8, дросселем 9, дросселем 3, межэлектродным промежутком 14, конденсатором 10, дросселем 11, протекает полуволна колебательного тока, перезаряжающего конденсатор 8 (контур 4-8-9-7-3-14-11-10-4). При спаде тока указанного контура напряжение на дросселе 3 изменяет знак (+ справа), и как только это напряжение превысит сумму напряжений на дросселе 11 и конденсаторе 10, отпираются диоды 15 и 16. Ток тиристора при этом быстро спадает до нуля и

jg

725272

они выключаются. Излишняя электромагнитная энергия, накопленная в магнитном поле коммутирующего дросселя, через диоды 15 и 16, конденсатор 17 возвращается источнику постоянного тока.

Тиристоры первого и второго мостов работают с постоянным сдвигом по фазе на 180 эл.град. После окончания работы диодов 15 и 16 включаются тиристоры 5 и 6 второго моста. Процессы, происходящие при этом, аналогичны описанным. В результате через межэлектродньй промежуток протекает второй импульс тока, входящий в пачку импульсов. Со сдвигом Б 180эл.град работают между собой и другая пара мостов, но моменты включения тирис15

на 90 эл.град. по отношению к моментам включения тиристоров первой пары мостов.

В результате сложения в цепи на0

5

0

5

0

5

мостов выходной импульс тока имеет форму, близкую к прямоугольной, причем длительность выходных импульсов легко регулируется схемой управления путем включения и выключения мостов через определенные интервалы времени,

На фиг.2 показаны: а-г - пакеты импульсов тока соответственно первого, второго, третьего и четвертого мостов, д - выходной импульс тока, протекающий через межэлектродный промежуток .

При работе диодов 15 и 16 ток протекает через конденсаторы 17. Для исключения подзаряда конденсаторов постоянным током диодов они защунтирова- ны дросселями 18.

Параметры схемы источника выбраны таким образом, что в номинальном режиме работы ток через диоды 15 и 16 близок к нулю. При изменении сопротивления нагрузки в сторону короткого замыкания растет добротность контура коммутации инверторов. Однако это не вызывает существенного возрастания амплитуды тока через межэлектродный промежуток, так как в схеме предусмотрен возврат излишней электромагнитной энергии в источник постоянного тока.

Последовательная цепь, состоящая из конденсатора 12 и дросселя 13, в номинальном режиме работы и при изменении сопротивления нагрузки вплоть

до короткого замыкания зашунтирована относительно малым сопротивлением межэлектродного промежутка и не ока зьшает существенного влияния на режи работы источника питания.

При изменении сопротивления нагрузки в сторону холостого хода цепь из конденсатора 12 и дросселя 13 начинает шунтировать межэлектродный промежуток и действие ее таково, что инвертор ные мосты не переходят в апериодический режим.работы при существенном изменении сопротивления нагрузки от номинального значения в сторону холостого хода. При дальнейшем увеличении сопротивления межэлектродного промежутка напряжение на конденсаторе 12 возрастает. Это вызывает уменьшение напряжения на инверторных мостах. Как только напряжение на конденсаторе 12 станет равным напряжению источника постоянного тока, инверторные мосты отключаются.

Формула изобретения

Источник питания импульсным током, содержащий четыре тиристор1 ых моста с коммутирующими LC-контурами в диа- гоналях, соединенных попарно парал /Г

f А

Л Л

лельно и подключенных ч,грез соответствующий для каждой пары мостов дроссель фильтра к положительному входному выводу, причем к точкам соединени пар мостов с дросселями фильтра подключены соответствующие последовательные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора и дросселя и подключена свободным концом к отрицательному входному вьшоду, соединенному с первым вькодным выводом, а параллельно выходным выводам подключена дополнительная последовательная цепочка из конденсатора и дросселя, а также диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен двумя коммутирующими дросселями и двумя дополнительными конденсаторами, каждый из которых зашунтирован дополнительным дросселем и подключен первой обкладкой к отрицательному входному выводу а второй обкладкой - к аноду соответствующего диода, соединенного катодом с катодными группами соответствующей пары мостов и через коммутирующий дроссель - с вторым выходным выводом и анодами двух других диодов, подключенных катодами к соответствующим точкам соединения пар мостов с дросселями фильтра.

Д

Л

А