Емкостной накопитель энергии Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

(54) ЕМКОСТНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к области высоковольтной техники и меткет найти тфимене ние в экспериментальных физических установках для получения сильноточного газо вого разряда, вособешести для магнитного сжатия татазмы и ряда других исследований, где требуются большие магнитные ПОЛЯ, а также в импульсных источниках света, плазменных ускорителях, магнитной гидродинамике. Известный емкостный накодатель арергии разделен на отдельные части, модули каждой из которых содержат один или несколько конденсаторов, коммутатор, малоиндуктвьнута оши1а)вку,.1И связан с источ НИКОМ питания l . Применение большого количества модулей Т1брождает ряд трудностей, связанных с СИШФОШ1ЫМ 3atiycKOM всех коммутаторов что требует создания генераторов ноджигающих имцульсов с тфедельно коротким фронтом (порядка 1, ... , 20 не) и амтапь tynoA, в 1,5-2 раза превьш1а}ощсй зарядное напряжение накотттеля; с переходным процессом в ошиновке, возникающим в результате несинхронного срабатывания коммутаторов, волтпл перенатфяжения при этом в два и более раза превышают зарядное напряжение накопителя5 и отказом или самопроизвольным срабатыванием одного из коммутаторов, что таюхе приводит к возникновению перенапряжений на элементах накопителя. Кроме того, отказ отдельных модулей при несинхронном срабатывании коммутаторов приводит к недопус-гамому С1 яж:ению тока в нагрузке и к неполному использованию мощности емкостного накопителя анергии. Ближайшим по схемному решению и технической сущности к изобретению является емкостный накопитель энергий, содержащий п параллельно соединенных модулей, каждый из которых включает накопительный конденсатор, соединенный с нагрузкой через коммутатор и малоиндуктивную ошиновку и связанный с источником питания через защитный резистор 2j.

.L;3 SiESii. 3 . Такому устройству присущи вышепере- числпнныо недостатки. Полью изобретения 5шляется повышение надежности работы емкостного накопителя . Цель достигае я тем, что в емкостном накопителе энергии, содержащем и параллельно соединениях модулей, каждый из которых вкжзчает накопител ный конденсатор, соединенный с нагрузкой через коммутатор и малоиндуктив11У1о (Зшиновку исвязанный с источником питания через еащит ный резистор, модули сгруппированы так, что внутри каждой группы конденсатор каждого модуля электрически .соединен с коммутаторами соседних модулей. Коммутаторы модулей группы расположение симметрично к модулям, подключаемым к ним.. На чертеже ,приведена принципиальная схема емкостного накопителя энергии. ЕМКОСТНЫЙ накопитель энергии содер исйт И параллельно соединенных модулей М - I - М - п , сгрутшрованных в m групп. Каждый модуль содержит конденсатор 1, коммутатор 2 и ошиновку 3, Шторая сое диняет модуль М с нагрузкой 4. Через резистор 5 каждый Модуль связан с источником питания (на чертеже не показан). Несколько модулей сгруппировань так, что внутри каждой группы конденсатор каждого модуля электрически соединен с коммутатором соседних модулей. На чертеже представлены группы, oocTosmine из двух модулей, где ковденсатор модуля электрически соединен с коммутатором модуля W-ТТ , а конденсатор модуля M i - с коммутатором модуля M-i . Коммутаторы внутри каждой группы расположены симметрично к модулям, подключаемым к ним, а электрическое соединение конденсаторов Каждого модуля с коммутаторами соседних модулей выполняется кабелем одинакового сёченйя и одинаковой ДЙИНЫ. В нормальном режиме работы емкостно Тв ШШ1й:7 1шэ)тер1Ш j viMHvaa разомкнуты и конденсаторы 1 через рез1ю торы . 5 аа ряжаются д6 номинального напряжения. При подаче поджигающего им7пульса на коммутаторы все конденсаторы заряжаются на нагрузку 4. При отказе одного из Коммутаторов 2 модуля в груше конденсаторы 1 этого модуля разряжаются на нагрузку через ком мутаторы соседних модулей группы, вследствие этого на конденсаторе отказавшего модуля не возникает перенапряжений. Одинаковая длина и сечение кабеля, электрически соединяющего конденсатор аварийного модуля с коммутаторами соседних модулей группы, улучшают уеловия работы коммутаторов соседних модулей, равйомерно { определяя энергию конденсатора аварийного модуля между комМутаторамй соседних модулей. Таким образом, по сравнению с известным описанный емкостный накопитель энергии благодаря такому схемному решению более надежен в работе. Формула изобретения 1. Емкортный накопитель энергии, соде жаший И параллельно соединенных модулей,. каждый из которых включает накопительный конденсатор, соединенный с нагрузкой через коммутатор и малоинауктивную ошиновку и связанный с исючнйком питания через защитный резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы емкостного накопителя энергии, модули сгруппированы так, что внутри каждой группы конденсатор кайсдого модуля электрически соединен с коммутаторами соседних модулей. 2. Емкостйый нако.питель энергии по ц. 1, отличающийся тем/что коммутаторы модулей группы расположены симметрично к модулям, подключаемым к ним. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Комельков B.C. Техника больших импульсных токов и магнитных полей, М., 1970, с. 349-377. 2.Патент ФРГ N 1165744, кл. 21 d 3/01, 1965.