Устройство для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

фазовые обмотки трехфазного источник переменного тока разббщены и две из них включены соответственно между крайними выводами вентильно-крнденсаторных ячеек, а третья - между точками соединения конденсаторов и диодов обеих ячеек.

Такое устройство обеспечивает заряд накопительного конденсатора до напряжения, в 5,2 раза превышающего амплитуду фазового напряжения источника 2 .

Однако на практике разобщение фазовых обмоток источника не всегда достижимо. Это существенно сужает функциональные возможности устройст ва, усложняет его применение и тем самым ограничивает область его использования. .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности осуществления заряда накопительного .конденсатора от трехфазного источника, фазовые обмотки которого соединены звездой с тремя фазовыми вьдводами, до напряжения, в пять раз превышающего амплитуду фазового напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, содержащее источник переменного тока, вентильно-конденсаторны выпрямитель-умножитель напряжения, образованный двумя диодами и двумя дозирующими конденсаторами, соединенными в вентильно-конденса-. торные ячейки, в первой из которых диод анодом, а йо второй катодом соединен с обкладками соответствующих конденсаторов, к выходным клеммам которого через третий вентиль, например управляемый, подключен накопительный конденсатор, и блок контроля напряхсения и фазового управления управляемым вентилем, введен трехфазный источник переменного тока,фазовые обмотки которого соединены звездой с тремя фазовыми выводами, егопервый и второй фазовые выводы соединены с обкладками конденсаторов соответственно первой и второй вентильно-конденсаторных ячеек, диоды которых подключены к третьему фазовому выводу трехфазного источника переменного тока, а выходные клеммы вевтильно-конденсаторного вьшрямитеЯя-умножителя напряжений образуют ,точки соединения его диодов и дозирующих, конденсаторов.

Кроме того, дозирующие гсонденсаторы зашунтированы дополнительными вентилями, которые включены встречно с диодами вентильно-конденсаторного выпрямителя-умножителя напряжений.

На фиг. 1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, один из вариантов

Устройство содержит три фазовых вывода (клеммы) 1, 2 и 3 трехфазного источника 4 переменного тока и две вентильно-конденсаторные ячейки, в первой из которых диод 5 анодом со. единен с дозирующим конденсатором б, а во второй катод диода 7 соединен с дозирующим конденсатором 8. Точки соединения диодов и дозирующих конденсаторов образуют выходные клеммы вентильно-конденсаторного выпрямителя-умножителя.напряжений, к которым через третий вентиль, например управляемый тиристор 9, подключен накопительный конденсатор 10. Управление процессом заряда последнего осуществляется с помощью блока 11 контроля напряжения и фазового управления вентилем (тиристором) 9, который может быть выполнен по любой известной схеме.

0 в предлагаемом варианте устройства (фиг. 2), кроме того,параллельно дозирующим конденсаторам 6 и 8 включены соответственно дополнительные вентили 12 и 13.

5 При рассмотрении работы устройства будем считать, что заряд дозирующих и накопительного конденсаторов осуществляется при.нулевых начальных условиях, а управляемый вентиль 9

я закрыт. Заряд накопительного конденсатора в общем случае осуществляется в два этапа: начальный заряд (когда напряжение накопительного конденсатора не превосходит амплитудного значения линейного напряжения) и собственно заряд, который будем именовать дозарядом.

Пусть в начальный Момент времени к первому фазовому выводу (клемме) 1 приложено положительное относительно третьего вывода, напряжение. Тогда по цепи 1-6-5-3-1 течет ток и.дозирующий конденсатор 6 заряжается так, что на его нижней по схеме фиг. 1 обкладке создается положительный потенциал.

Когда во второй трети периода напряжение фазового вывода 3 становится полржительным относительно фазового вывода 2, по цепи 3-7-8-2-3 теQ чет ток, который заряжает дозирующий конденсатор 8, нижняя по схеме обкладка которого получает положительный потенциал. В следующей трети периода изменения напряжения источника, когда напряжение фазового вывода 2

становится положительным относительно фанзового вывода 1, к выходным клеммам вентильно-конденсаторного выпрямителя умножителя напряжений прикладывается напряжение, равное сумме

0 напряжений дозирующих конденсаторов 6 и 8 и мгновенного значения линейного напряжения фазовых выводов 1 и 2 источника, которое в максимуме в 5,2 раза превосходит амплитудное (в 7,35

5 раза - действующее) значение фазового напряжения трехфазного источника переменного тока. Если во времяначальногозаряда накопительного конденсатора блок 11 подает сигнал на вход управляемого вентиля 9, последний, открываясь, создает путь току в цепи 10-6-1-2-89-10, и .энергия, запасенная в поле дозирующих конденсаторов б и 8, импульсно передается в накопительный конденсатор 10. После того как дозирующие конденсаторы 6 и 8 разрядятся они, под действием напряжения на фазовых выводах 1 и 2, начинают заряжаться противоположной полярностью (перезаряхсаться), снова запасая избыточную энергию источника в своем поле. Этот перезаряд завершается тог да, когда напряжение на дозирующих конденсаторах становится равным разности максимального, мгновенного значения линейного напряжения трехфазного источника переменного тока и напряжения накопительного конденсато ра. В момент окончания перезаряда ток через управляемый вентиль 9 прекращается и он гаснет естественным путем. После этого дозирующие конден саторы 6 и 8, отдавая энергию источнику, вновь разряжаются (и соответственно подвозбуждают при этом источ ник) и вновь заряжаются по цепям, ра смотренным выше. Далее процессы повт ряются циклически. Перезаряд дозирующих конденсаторо продолжается до тех пор,пока осущест ляется начальный заряд накопительног конденсатора, т.е. пока его напряже ние не достигнет значения, равного амплитуде линейного напряжения источ ника. После этого начинается второй этап заряда - дозаряд накопительного конденсатора, во время которого дози рующне конденсаторы работают в режим их подзаряда от источника и последую щего подзаряда на накопительный конденсатор, до тех пор, пока заряд последнего не прекратится естественным путем или будет прерван искус-, ственно путем выключения управляемого вентиля 9. Регулируя фазу включения управляемого вентиля, можно изме нить среднее значение тока заряда в каждом зарядном импульсе или прерялвать этот заряд по достижении напряжения на накопительном конденсаторе требуемого значения. После этого он раэряжается во внешнюю цепь и далее рассмотренные процессы заряда повторяются циклически. В процессе работы устройства возможно также начало заряда накопитель ного конденсатора по цепям 10-5-3-28-9-10 или 10-6-1-3-7-9-10, В этих случаях энергия источника первоначально передается через один из диодов и один дозирующий конденсатор, а далее процесс заряда осуществляется по рассмотренным ранее Цепям. При заряде накопительного конденсатора на начальном этапе возможно также открытие управляемого вентиля 9 в момент времени, когда дозирующие конденсаторы 6 и 8 не заряжены, а фазовый -вывод 2 имеет положительное относительно фазового вывода 1 напряжение. В последнем случае дозирующие конденсаторы, ограничивая ток заряда, запасают избыточную энергию в своем поле. Далее процессы происходят аналогично рассмотренным ранее. Если заряд накопительного конденсатора осуществляется от устройства по схеме фиг. 2, то на начальном этапе заряда перезаряд дозирующих конденсаторов не производится и последние, после их разряда, блокируются дополнительными вентилями 12 и 13. Это-, уменьшая сопротивление зарядного контура, позволяет,увеличив ток заряда, соответственно сократить время заряда накопительного конденсатора. Кроме того, это облегчает работу дозирующих конденсаторов на начальном этапе заряда накопительного конденсатора. Применение предлагаемого устройства позволяет, дозируя энергию, передаваемую источником, осуществлять заряд накопительного конденсатора с высокими значениями КПД до напряжения в 5,2 раза превышающего амплитудное значение фазового напряжения трехфазного источника переменного тока при равномерной нагрузке его фаз от связанной системы обмоток, в том числе при их соединении звездой с тремя фазовыми выводами. Это, упрощая зарядное устройство,, расширяет его функциональные возможности без ухудшения удельных энергетических показателей. Формула изобретения 1. Устройство для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, содержащее источник переменного тока, вентильно-конденсаторный выпрямитель-умножитель напряжения, образованный двумя диодами и двумя дозирующими конденсаторами, соединенными в вентильно-конденсаторные ячейки, в первой из которых диод анодом, а во второй катодом соединен с обкладками соответствующих конденсаторов, к выходным клеммам которого через третий вентиль, например управляемый, подключен накопительный конденсатор, и блок контроля напряжения и фазового управления управляемым вентилем, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введен трехфазный источник переменного тока, фазовые обмотки которого соединены