Высокочастотный преобразователь постоянного тока для питания магнитостриктора Советский патент 1992 года по МПК H02M7/519 H02M7/538 

XJ

Јь К)

ю о

-х

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке ультразвукового оборудования технологического назначения.

Известны высокочастотные преобразователи постоянного тока, содержащие тири- сторные или транзисторные инверторы, к трансформаторному выходу которых через разделительный конденсатор подключен скомпенсированный конденсатором магни- тостриктор, и устройство подмагничивания последнего в виде понижающего трансформатора, выпрямителя и сглаживающего дросселя.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь постоянного тока генератора ультразвукового УЗГЗ-4, содержащий тиристорный инвертор, к трансформаторному выходу которого подключен через разделительный конденсатор скомпенсированный коденсатором магни- тостриктор, и устройство подмагничивания последнего, состоящее из понижающего трансформатора, выпрямителя и сглаживающего дросселя, причем первичная обмотка указанного понижающего трансформатора подключена к зажимам питающей сети промышленной частоты 50 Гц.

Недостатком его являются большие массогабаритные размеры устройства подмагничивания из-за низкой частоты (50 Гц) напряжения питания. Этот недостаток проявляется тем больше, чем ниже мощность преобразователя.

Цель изобретения -улучшение массога- баритных показателей преобразователя.

Цель достигается тем, что в высокочастотном преобразователе постоянного тока для питания магнитостриктора,содержащем полумостовой инвертор на двух транзисторах, точка соединения которых подключена через последовательно соединенные дроссель и пеовичную обмотку трансформатора к точке соединения двух конденсаторов делителя входного напряжения, причем вторичная обмотка трансформатора через разделительный конденсатор подключена к цепи магнитостриктора, за- шунтированной конденсатором, а также блок подмагничивания магнитостриктора, выполненный в виде понижающего трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и сглаживающий дроссель подключена к цепи магнитостриктора, первичная обмотка понижающего трансформатора включена между точками соединения транзисторов и конденсаторов делителя входного напряжения.

Между точками подсоединения первичной обмотки понижающего трансформатора действует знакопеременное напряжение прямоугольной формы высокой частоты, что позволяет существенно снизить массогабаритные размеры понижающего трансформатора и сглаживающего дросселя. Причем величина указанного напряжения высокой частоты постоянная и не зависит от режима нагрузки преобразователя, что позволяет обеспечивать неизменную требуемую вели0 чину тока подмагничивания. В этом смысле попытки использовать для подмагничивания напряжение с дополнительной обмотки выходного трансформатора неэффективны, так как при изменении параметров нагрузки

5 выходное напряжение преобразователя изменяется по величине, что влечет за собой изменение тока подмагничивания и в большинстве случаев является нежелательным На чертеже изображена принципиаль0 ная электрическая схема высокочастотного преобразователя постоянного тока для питания магнитостриктора.

Преобразователь содержит полумостовой инвертор на двух транзисторах 1 и 2,

5 конденсаторы 3 и 4 делителя входного напряжения, дроссель 5 и первичную обмотку выходного трансформатора 6, к вторичной обмотке которого через разделительный конденсатор 7 подключен зашунтирован0 ный конденсатором 8 магнитостриктор 9. Подмагничивание последнего осуществляется постоянным током устройства подмагничивания, состоящего из понижающего трансформатора 10, выпрямителя 11 и сгла5 живающего дросселя 12. Управление преобразователем осуществляется системой 13 управления.

Высокочастотный преобразователь работает следующим образом.

0Сигналы управления прямоугольной

формы высокой частоты подаются на базы транзисторов 1 и 2 от системы 13 управления. Транзисторы 1 и 2 возбуждаются в про- тивофазе так, что когда транзистор 1

5 открыт, транзистор 2 закрыт. Транзисторы 1 и 2, поочередно отпираясь, формируют в диагональных точках полумоста знакопеременное напряжение прямоугольной формы высокой частоты, величина которого не за0 висит от параметров нагрузки.

Вследствие резонансного характера цепи, состоящей из дросселя 5 и скомпенсированного емкостью конденсатора 8 магнитостриктора 9, в ней формируются

5 полуволны тока синусоидальной формы. Не магнитострикторе 9 образуется напряжение возбуждения синусоидальной формы.

Одновременно, переменное напряжение прямоугольной формы высокой частоты с диагональных точек переменного тока подается на первичную обмотку понижающего трансформатора 10. Пониженное до требуемой величины напряжение с вторичной обмотки трансформатора 10 выпрямляется выпрямителем 11, сглаживается дросселем 12 и поступает на обмотку возбуждения маг- нитостриктора 9, создавая требуемый ток подмагничивания.

Разделительный конденсатор 7 препятствует прохождению постоянного тока во вторичную обмотку выходного трансформатора 6, а сглаживающий дроссель 12 препятствует поступлению выходного напряжения преобразователя на выпрямитель 11 и понижающий трансформатор 10 устройства подмагничивания.

Таким образом, резкое увеличение частоты напряжения, подаваемого на вход устройства подмагничивания (с 50 Гц до 20-50 кГц), позволяет существенно уменьшить массогабаритные показатели этого устройства при сохранении неизменной величины тока подмагничивания при изменении параметров нагрузки.

В предлагаемом преобразователе при снятии возбуждения автоматически прекращается подмагничивание (в известных изобретениях при снятии возбуждения ток

подмагничивания продолжает поступать на обмотку возбуждения магнитостриктора), что способствует экономии электроэнергии.

Формула изобретения

Высокочастотный преобразователь постоянного тока для питания магнитостриктора, содержащий полумостовой инвертор на двух транзисторах, точка1 соединения которых подключена через последовательно соединенные дроссель и первичную обмотку трансформатора к точке соединения двух конденсаторов делителя входного напряжения, причем вторичная обмотка трансформатора через разделительный конденсатор подключена к цепи магнитостриктора, за- шунтированной конденсатором, а также блок подмагничивания магнитостриктора, выполненный в виде понижающего трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и сглаживающий дроссель подключена к цепи магнитостриктора, о т - личающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, первичная обмотка понижающего трансформатора включена между точками соединения транзисторов и конденсаторов делителя входного напряжения.

Использование: в электротехнике при проектировании ультразвукового оборудования технологического назначения. Сущность изобретения: устройство содержит полумостовой инвертор на транзисторах 1 и 2 и конденсаторах 3 и 4 емкостного делителя входного напряжения. Магнитостриктор 9 подключен через трансформатор 6. Напряжение на блок подмагничивания магнито- стриктора взято с диагонали переменного тока указанного выше инвертора. Величина указанного напряжения не зависит от режима нагрузки, что обеспечивает неизменность тока подмагничивания при изменении параметров нагрузки. 1 ил. сл