Генератор униполярных импульсов Советский патент 1974 года по МПК H03K6/06 

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен генератор униполярных импульсов, содержащий импульсный трансформатор, в цепь вторичной обмотки которого включены соединенные последовательно резистор нагрузки, шунт и диод, а первичная обмотка подключена к сети переменного тока через соединенные встречно-параллельно размагничивающий и рабочий тиристоры, переключаемые блоками управления.

Однако в генераторах при изменении величины униполярного тока нагрузки происходит одностороннее вынужденное намагничивание сердечника импульсного трансформатора.

Цель изобретения - устранение вынужденного намагничивания сердечника импульсного трансформатора.

Эта цель достигается тем, что управляющие входы блока управления размагничиваюи им тиристором соединены с выходами дополнительно введенного интегрирующего устройства, входы которого соединены с щунтом.

На фиг. 1 изображена электрическая схема генератора униполярных импульсов; на фиг. 2 - петля гистерезиса сердечника импульсного трансформатора, на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу генератора.

Генератор униполярных импульсов (фиг. 1) содержит импульсный трансформатор 1, первичная обмотка которого подсоединена к питающей однофазной .сети через встречно-параллельно соединенные размагничивающий 2 и рабочий 3 тиристоры, а вторичная обмотка соединена через защитный диод 4 и выключатель 5 с резистором 6 нагрузки и шунтом 7, блок управления 8 размагничивающим тиристором 2, синхронизированный с питающей однофазной сетью и соединенный входной цепью с выходной цепью интегрирующего устройства 9, подсоединенного к шунту 7, блок управления 10 рабочим тиристором 3,

синхронизированный с питающей сетью и блоком управления 8.

Работа генератору униполярных импульсов рассматривается для установивщегося режима. При этом первым включается размагничивающий тиристор 2 при поступлении на его анод положительного напряжения питающей сети, затем при изменении фазы напряжения питающей сети иа противоположную включается рабочий тиристор 3. Когда открывается

размагничивающий тиристор, импульсный трансформатор 1 подключается к питающей сети в режиме холостого хода, благодаря включенному во вторичной цепи трансформатора 1 защитному диоду 4, а при открывании

рабочего тиристора будет режим холостого

хода, если резистор 6 выключен, или будет проходить униполярный ток нагрузки, если резистор 6 нагрузки включен.

При работе генератора униполярных импульсов магнитная индукция сердечника импульсного трансформатора 1 изменяется в соответствии с временем приложения к первичной обмотке трансформатора напряжения питающей сети, его величиной, сопротивлением первичной обмотки трансформатора и значением тока нагрузки.

В исходном положении состояние сердечника импульсного трансформатора 1 характеризуется точкой +Вт на рабочей петле гистерезиса (фиг. 2), поэтому, чтобы ограничить выбросы намагничивающего тока импульсного трансформатора 1 при включении тиристора 2, он включается с некоторым углом сдвига а по отношению к началу положительной полуволны напряжения питающей сети на его аноде. Для этого при поступлении на анод размагничивающего тиристора 2 положительной полуволны напряжения питающей сети (фиг. 3,а) в его управляющую цепь подается от блока управления 8 запускающий имлульс с углом сдвига ai по отношению к началу положительной полуволны напряжения питающей сети (фиг. 3,6), тиристор 2 включается в момент co/i (фиг. 3,8), подключая тем самым в этот момент первичную обмотку трансформатора 1 к питающей сети. Магнитная индукция сердечника трансформатора 1 изменяется при этом за время я-«i от значения +В до

-Вт.

При поступлении на анод тиристора 3 положительной полуволны напряжения питающей сети (фиг. 3,8) в его управляющую цепь подается запускающий импульс от блока управления 10, приводящий к включению его в момент выключения тиристора 2, когда ток последнего уменьшается до величины, меньшей его тока удержания. При этом, если во вторичной цепи трансформатора 1 резистор 6 выключен, то магнитная индукция сердечника трансформатора за время действия положительной полуволны напряжения питающей сети на аноде тиристора 3 меняется от значения

-Вт до +Втпри перемене полярности напряжения питающей сети на аноде тиристора 3 магнитная индукция изменяется в течение полупериода напряжения яитающей сети от значения -f Вт до к моменту подачи через интервал времени TI запускающего импульса от блока управления 8. Далее при отсутствии резистора 6 во вторичной цепи импульсного трансформатора I процесс изменения магнитной индукции трансформатора повторяется.

При включении во вторичной цепп трансформатора 1 резистора 6 до рабочего импульса включение тиристора 2 происходит аналогично выше рассмотренному случаю в момент (фиг. 3,г), а магнитная индукция трансформатора 1 меняется от до -Вт- Затем при изменении фазы напряжения -питающей сети на противоположную и включении рабочего тиристора 3 во вторичной цепи будет проходить униполярный ток нагрузки (фиг. 3,ж), при этом на выходе устройства S 5 появляется напряжение, пропорциональное амплитуде униполярного тока нагрузки. Это напряжение подается во входную цепь блока управления 8, увеличивая угол сдвига подачи запускающего импульса от блока 8 в управляющую цепь тиристора 2 до значения «2 (фиг. 3,д). При прохождении униполярного тока нагрузки во вторичной цепи трансформатора 1 магнитная индукция его сердечника меняется из-за падения напряжения на сопротивлении первичной обмотки от тока нагрузки в пределах от -Вт до Вшп (фиг. 2). После прохождения рабочего тока магнитная индукция трансформатора 1 меняется от значения +Bmn до 4-Вт п.

20 При поступлении на анод тиристора 2 положительной полуволны напряжения питающей сети подается через интервал времени Т2 запускающий импульс от блока 8 с углом сдвига «2 (фиг. 3,д), включая тиристор 2 и

25 первичную обмотку трансформатора к питаюп1ей сети в момент со (фиг. 3,е). Магнитная пндукция сердечника трансформатора 1 при этом будет меняться в течение времени л-«2, меньшего, чем для режима холостого

30 хода генератора униполярных импульсов, изменяя свое значение от до -Bmn.

При открывании тиристора 3 с поступлением на его анод положительного напряжения

35 питающей сети во вторичной цепи будет проходить униполярный ток нагрузки (фиг. 3,ж), а магнитная индукция изменится до значения +Втш и по окончании рабочего импульса, до значения +В п. При неизменной величине резистора 6 рабочая точка будет перемещаться по частной симметричной петле гистерезиса, показанной на фиг. 2 штрих-пунктирной линией, обеспечивая тем самым работу трансформатора без одностороннего вынужденного

45 намагничивания.

Предмет изобретения

Генератор униполярных импульсов, содержащий импульсный трансформатор, в цепь вторичной обмотки .которого включены соединенные последовательно резистор нагрузки, шунт и диод, а первичная обмотка подключена к сети переменного тока через соединенные встречно-параллельно размагничивающий и рабочий тиристоры, переключаемые блоками управления, отличающийся тем, что, с целью устранения вынужденного намагничивапия сердечника импульсного трансформатора, управляющие входы блока управления размагничивающим тиристором соединены с выходами дополнительно введенного интегрирующего устройства, входы которого соединены с шунтом.

Л

t

L

5

0

f

ж

Фиг.З