Источник импульсного тока Советский патент 1989 года по МПК B23H1/02 

Ю

М

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания электрофизических и электрохимических уста- новок.

Цель изобретения - повышение КПД.

На чертеже приведена электрическа принципиальная схема устройства.

Источник импульсного тока сецер- жит первый, второй, третий и четвертый инверторы 1-4, каждый из которых выполнен на первом, втором, третьем и четвертом тиристорах 5-8, включенных по схеме моста, диагональ каж- дого из которых выполнена на последовательно соединенных первом конденсаторе 9 и первом реакторе 10, катоды первого и второго тиристоров 5, 6 мостов всех инверторов 1-4 сое- динены между собой, аноды третьего и четвертого тиристоров 7, 8 первого и второго инверторов 1,2 соединены между собой и подключены к первому выводу второго реактора 11, который через -последовательно соединенные второй конденсатор 12 и третий реактор 13 соединен с первым электродом электроэрозионного промежутка 14, аноды третьего и четвертого тиристо- ров 7, 8 третьего и четвертого инверторов 3, 4 соединены между собой и подключены к первому выводу четвертого реактора 15, который через последовательно соединенные третий конденсатор 16 и пятый реактор 17 соединен с первым электродом электроэрозионного промежутка 14, который через последовательно соединенные дроссель 18 и четвертый конденсатор 19 соединен с вторым электродом электроэрозионного промежутка 14, вторые выводы второго и четвертого реактора 11, 15 соединены между собой и подключены к положительной шине источника 20 питания, диод 21, шестой и седьмой реакторы 22, 23, дроссель 24 насыщения, пятый и шесто конденсаторы 25. 26, а шестой реакто

22 подключен к катоду первого тирис

тора 5 первого инвертора 1 и к аноду диода 21, катод которого соединен с первым выводом дросселя 24 насыщения, второй вывод которого подключен к первым обкладкам пятого и шестого конденсаторов 25, 26, вторая обкладк

пятого конденсатора 25 соединена с i вторым выводом электроэрозионного

промежутка 14, первый вывод которо

0 5 0 5 0 5 0 5

0

го подключен к нторой обкладке шестого конденсатора 26 и соединен с первым выводом седьмого реактора 23, второй вывод которого подключен к отрицательной шине источника 20 питания.

Устройство работает следующим образом.

При включении тиристоров 6, 7 инвертора 1 в контуре, образованном конденсатором 9, реактором 10, реактором 22, нагрузкой 14 (электроэрозионный промежуток), реактором 13, конденсатором 12, протекает полуволна колебательного тока, перезаряжающего конденсатор 9. После спада тока контура до нуля тиристоры 6, 7 выключаются .

Тиристоры инверторов 1 и 2 работают с постоянным сдвигом по фазе на 180 эл. град., т.е. после выключения тиристоров 6, 7 инвертора 1 включаются тиристоры 5, 8 инвертора 2. Процессы, происходящие при этом, аналогичны описанным при работе тиристоров 6, 7 инвертора 2. В результате через нагрузку 14 протекает второй импульс тока, входящий в пачку импульсов. Со сдвигом в 180 эл. град-между собой работает и другая пара инверторов, но моменты включения тиристоров этих мостов сдвинуты, ino фазе на 90 эл. град, по отношению к моментам включения тиристоров первой пары инверторов 1, 2.

В результате сложения в цепи нагрузки импульсов тока всех четырех инверторов выходной импульс тока имеет форму, близкую к прямоугольной, причем длительность выходных импульсов, скважность и амплитуда легко регулируются схемой управления путем включения и выключения инверторных мостов через определенные интервалы времени.

В случае короткого замыкания нагрузки (что может иметь место в ходе технологического процесса) возрастают добротности контуров коммутации (контур, включающий элементы 16, , 10, 22, 14 и тиристоры соответствующих диагоналей) и, следовательно, напряжение на реакторе 22. После того, как разность напряжений на реакторе 22 и конденсаторе 25 i превысит напряжение, при котором насыщается дроссель 24, отпирается диод 21. Цепь 17-18-19 начинает шун51482774

вать реактор 22, уменьшая индукость Си добротность) контуров утации, одновременно демпфируя анные контуры. Напряжение на енсаторе 25 поддерживается на не напряжения источника 20. гия, поступающая в конденсатор возвращается в питающую цепь. В льтате снижается опасность корот- JQ замыканий в цепи нагрузки. Измее сопротивления нагрузки в стокороткого замыкания не вызывает ственного возрастания амплитуды

ри во чи сх но

Ф

жа ве вы и по ко со пе вт со го и со вт ле де с го ве то бо че по ко с но до че вт го и ме те од чт вв др ко кл пе ка вы вы об то де до пе вт

тока через нагрузку и раскачки напряжения на элементах.

Последовательная цепь, состоящая из конденсатора 19 и дросселя 18 в номинальном режиме и при изменении сопротивления нагрузки вплоть до короткого замыкания, зашунтирована относительно малым сопротивлением межэлектродного промежутка и не оказывает существенного влияния на режим работы источника питания.

При изменении сопротивления нагрузки в сторону холостого хода цепь из конденсатора 19 и дросселя 18 начинает шунтировать межэлектродный промежуток и действие ее таково, что инверторы 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 19 возрастает. Это вызывает уменьшение напряжения на инверторах. Как только напряжение на конденсаторе 19 станет равным напряжению источник 20, инверторы отключаются.

По сравнению с прототипом источник имеет более высокий КПД, так как отсутствует в номинальном режиме циркуляция энергии между реактивными элементами, минуя нагрузку. В реальных условиях КПД данного источника может быть на 5-8% выше, чем КПД источника выбранного за прототип, при сохранении на надежности в работе на нагрузки, параметры которых изменяются в широких пределах.

По сравнению с прототипом данный источник имеет более высокую надежность работы из-за отсутствия скач- ков прямого напряжения с высокой скоростью вырастания его на тиристорах, достаточно высокого уровня отрицатрлыюго напряжения ч иитервстл восстановления управляемости, малого числа полупроводниковых элементов в схеме, наиболее критичных к различного рода перегрузкам (диодов).

Формула изобретения

Q

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Источник импульсного тока, содержащий первый, второй, третий и четвертый инвертопы, каждый из которых выполнен на первом, втором, третьем и четвертом тиристорах, включенных по схеме моста, диагональ каждого из которых выполнена на последовательно соединенных первом конденсаторе и первом реакторе, катоды первого и второго тиристора всех инверторов соединены между собой, аноды третьего и четвертого тиристоров первого и второго инверторов соединены между собой и подключены к первому выводу второго реактора, который через последовательно соединенные второй конденсатор и третий реактор соединен с первым электродом электроэрозионного промежутка, аноды третьего и четвертого тирисготюв третьего и четвертого инверторов соединены между собой и подключены к первому выводу четвертого реактора, который через последовательно соединенные третий конденсатор и пятый реактор соединен с первым электродом электроэрозион- ного промежутка, который через последовательно -соединенные дроссель и четвертый конденсатор соединен с вторым электродом электроэрозионного промежутка, вторые выводы второго и четвертого реакторов соединены между собой и подключены к положительной шине источника питания, диод, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены шестой и седьмой реакторы, дроссель насыщения, пятый и шестой конденсаторы, а шестой реактор подключен к катоду первого тиристора первого инвертора и к аноду диода, катод которого соединен с первым выводом дросселя насыщения, второй вывод которого подключен к первым обкладкам пятого и шестого конденса- торов, вторая обкладка пятого конденсатора соединена с вторым выводом электроэрозионного промежутка, первый вывод которого подключен к . второй обкладке шестого конденсате714827748

pa и соединен с первым выводом седь- ГЬ подключен к отрицательной шине мого реактора, второй вывод которо- источника питания.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания электрофизических и электрохимических установок. Цель изобретения - повышение КПД. Источник импульсного тока содержит инверторы 1-4, каждый из которых выполнен на тиристорах 5-8, конденсатор 9, реакторы 10,11, конденсатор 12, реактор 13, электроэрозионный промежуток 14, реактор 15, конденсатор 16, реактор 17, дроссель 18, конденсатор 19, источник 20 питания, диод 21. Введение реакторов 22,23, дросселя 24 насыщения, конденсаторов 25,26 позволило повысить КПД на 5-8 за счет исключения в нормальном режиме циркуляции энергии между реактивными элементами, минуя нагрузку. 1 ил.