Устройство для заряда накопительногоКОНдЕНСАТОРА Советский патент 1981 года по МПК H02M9/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсным источникам питания и предназначено для заряда накопительного конденсатора генераторов мощных импуль сов от трехфазного источника переме ного тока с использованием выпрямителя. Известно устройство с трехфазным источником переменного тока и удвоением напряжений на выходных шинах, содержащее три пары последовательно соединенных конденсаторов общие точки которых подключены к трем фазам сетевого напряжения. Парашлельно трем парам последовательно соеди ненных конденсаторов подключены три пары последовательно соединенных ди одов, причем точки соединения диодо всех фаз объединены между собой, а точки соединения конденсатора и диод соответствующих цепочек объединены между собой через дот:ол ни тельные диоды одной полярности и подключены к выходным шинам. Однако устройство обладает сравнительно низким коэффициентом умножения, а наличие большого числа вентилей и конденсаторов приводит к завышенным потерям электрической энергии на их омическом сопротивлеНИИ, что неизбежно приводит к уменьшению КПД. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первую, вторую и третью входные шины и трехфазный выпрямитель, диоды первой и второй ветвей которого включены последовательно-согласно, первые выводы первой и второй ветвей подключены к первой обкладке накопительного конденсатора, объединенные выводы диодов первой ветви соединены через первый конденсатор с первой входной шиной, объединенные выводы диодов второй ветви через второй конденсатор соединены со второй входной шиной, диоды третьей ветви также включены последовательно, первый ее вывод подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, 1,)бъединенные выводы диодов через третий конденсатор соединены с третьей входной шиной, а вторые выводы первой, второй и третьей ветвей подключены ко второй обкладке накопительного конденсатора. Недостатками этого устройства являются использование токоограничиваюих конденсаторов только как ограниителей тока, снижающих скорость пеедачи энергии источника в нагрузку,, также низкая величина напряжения а выходе, которая не превосходит инейного значения амплитуды напряения трехфазного источника переменого тока, что обуславливает низкий ПД и завышенные массо-габаритные оказатели.

Цель изобретения - пОвьицение КПД. Поставленная цель достигается ем, что в устройстве, содержащем первую, вторую и третью шины и трехазный вентильный выпрямитель, диоды первой и второй ветвей которого включены последовательно-согласно, первые выводы первой и второй ветвей подключены к первой обкладке накопительного конденсатора, объединенные выводы диодов первой ветви соединены через первый конденсатор с первой входной шиной, объединенные выводы диодов второй ветви через второй конденсатор соединены со второй входной шиной, диоды третьей ветви вентильного выпрямителя соединены последовательно-встречно , объединенные выводы этих диодов соединены со второй обкладкой накопительного конденсатора и через третий конденсатор с третьей входной шиной, при этом первый вывод третьей ветви и второй вывод второй ветви соединены с первой входной шиной, вторые выводы первой и третьей ветвей соединены со второй входной шиной.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для заряда накопительного конденсатора содержит входные шины 1-3 для соединения с трехфазным источником переменного тока и трехфазный вентильный выпрямитель, выполненный на шести диодах 4-9 и состоящий из трех ветвей. Диоды 4 и 7 и 5 и 8 первой и второй ветвей включены последовательно-согласно,а диоды 6 и 9 третьей ветви - последовательновстречно. Объединенные выводы диодов ветвей через конденсаторы 10-12 соединены с входными шинами 1-3 соответственно. Кроме того, к входной шине 1 подключены катод диода 6 и анод диода 8, а к шине 3 - анод диода 7 и катод диода 9. Катоды диодов 4 и 5 объединены и образуют положительную выходную шину 13. Объединенные выводы диодов б и 9 соединены с отрицательной шиной 14. Накопительный конденсатор 15 подключен к выходным шинам 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства в режиме холостого хода, т.е. когда накопительный конденсатор отключен от его шин. Если в начальный момент времени линейное напряжение фаз 1 и

2 имеет максимальное значение и по- , ложктельный потенциал приложен к шине 2, тогда до линейного напряжения этих фаз через диод 7 заряжается конденсатор 10. Через 60 эл.град. максимального значения достигает ли нейное напряжение фаз 3 и 1, при (ЭТОМ до линейного напряжения этих фаз заряжается через диод б конденсатор 12. Спустя 120 эл.град от на« чала отсчета к конденсатору 12 вновь прилагается линейное напряжение, но уже фаз 2 и 3. Через 180 эл.град. до линейного напряжения фаз 1 и 2 через диод 8 заряжается конденсатор 11. Суммирование напряжений конденсаторов 10 и 12 и линейного напряжения фаз 3 и 1 происходит через 210 эл. град., при этом амплитуда импульса выходного напряжения достигает утроенного значения амплитуды линей0 него напряжения источника. Через

300 эл.град. происходит суммирование напряжений конденсаторов 11 и 12 и фаз 2 и 3. При подключении к выходным шинам устройства разряженного

5 накопительного конденсатора, кроме указанных цепей формирования зарядных импульсов, ток в накопительный конденсатор протекает по зарядным цепям 1-8-5-13-15-14-9-2-1; 2-7-4-13-15-14-6-1-2; 2-7-4-13-15-14-120

-3-2/ 1-8-5-13-15-14-12-3-2-1.

По перьым двум цепям заряд накопительного конденсатора производится

непосредственно линейным напряжением фаз 1 и 2. Эти зарядные цепи функционируют до тех пор, пока не.пряжение накопительного конденсатора не достигает амплитуды линейного значения напряжения источника, а третья и

четвертая цепи - до тех пор, пока напряжение на нем не достигает удвоенного значения амплитуды линейного напряжения.

Предлагаемое устройство повышает

величину выходного напряжения за счет того, что в один полупериод конденсаторы заряжаются до линейного напряжения фаз источника, а в другой - линейное напряжение фаз источника суммируется с напряжением двух заряженных конденсаторов. Это напряжение через диоды подводится к накопительному конденсатору, увеличивая уровень напряжения на нем до

5,1 и„ где Jmt)- амплитудное значение фазного напряжения источника, что обеспечивает передачу энергии источника в накопительный конденсатор с высоким КПД при улучшенных удельных массо-габаритных показателях, так как при практически одинаковой массе устройства напряжение заряда накопительного конденсатора в 3 раза, а запасаемая энергия в 9 раз больше по сравнению с известным.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее первую, вторую и третью входные шины и трехфазный вентильный выпрямитель, диоды первой и второй ветвей которого включены последовательно-согласно, первые выводы первой и второй ветвей подключены к первой обладке накогштельного конденсатора, объединенные выводы диодов первой ветви соединены через первый конденсатор с первой входной шиной, объединенные выводы диодов второй ветви через второй конp - - -lP

«

денсатор соединены со второй входной шиной, отличаю, щееся тем/ что, с целью повышения КПД, диоды третьей ветви вентильн.ого выпрямителя соединены последовательно-встречно, объединенные выводы этих диодов соединены со второй обкладкой накопительного конденсатора и через третий конденсатор - с третьей входной шиной, при этом первый вывод третьей ветви и второй вывод второй ветви соединены с первой входной шиной, вторые выводы первой и третьей ветвей соединены со второй вход-i ной шиной.

s i

Л

If

in

-0

Л7