Тиристорный генератор униполярныхиМпульСОВ TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02M9/02 B23P1/02 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР УНИПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в установках для электрофизической обработки материалов и веществ. Известны тиристорные генераторы импульсов для электрофизической обработки материалов, выполненные на основе тиристорных инверторов, работающих на искровой промежуток 1 . Известен также источник питания для эрозионно-химической обработки, содержащий последовательный инвертор 2 . Этот источник позволяет получить импульсы регулируемой длительности, однако частота их не превышает 150 Г В случае короткого замыкания нагрузки ток тиристоров источника ограничи вается только индуктивностью рассеяния трансформатора. Наиболее близким по технической сугчности к предлагаемому является ге нератор импульсов для электроэрозионной обработки, который содержит последовательную цепь, состоящую иэ зарядного тиристора, накопительного .конденсатора, диода нагрузки и источ ника постоянного тока, причем параллельно конденсатору и диоду включен в прямом направлении разрядный тиристор, и параллельно нагрузки и тому же диоду включен диод в обратном направлении рзЗ. Этот генератор позволяет получить импульсы тока нагрузки как при заряде, так и при разряде накопительного конденсатора, что ровышает его эффективность. Однако он не позволяет получать импульсы регулируемой длительности, а при уменьшении сопротивления нагрузки амплитуда тока импульса этого генератора неограниченно растет, Цель изобретения- повыиение надежности за счет ограничения тока и расширения функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном генераторе униполярных импульсов тока, содержащем зарядный тиристор, накопительный конденсатор и разделительный диод, соединенные последовательно и включенные между первыми входньиии и выходными вьшодами, причем общая точка зарядного тиристора и накопительного конденсатора связана с первым выходным выводом через разрядный тиристор, а к общей точке накопительного конденсатора и разделительного : Тциода подключен первый вывод обратного диода, второй вывод которого связан с объединенными вторыми вход ным- и выходным выводами, к общей гяючке зарядного тиристора и накопительного конденсатора подключен пе вый вывод дополнительного обратного диода, причем вторые выводы обоих обратных диодов св-яэаны- через дроссель со вторыми входным и выходным выводами. В генераторе униполярных импульсов работающем в колебательном режиме обратные диоды обеспечивают обратный перезаряд накопительного конденсатора и возврат излишней реактивной мощности, Это приводит к . ограничению амплитуд тока и напряжений при любой величине сопротивле -Ния нагрузки в том числе и при коротком замыкании нагрузки. Через об ратные диоды происходит накопление энергии в дополнительном дросселе, что обеспечивает перекрытие соседних импульсов тока в нагрузке и пол чение непрерывного импульса, сформированного из пачки импульсов. Это позволяет при соответствующей системе управления получать импульсы тока нагрузки практически любой длительности, причем частота повторения импульсов ограничена сверх только собственной частотой колебательного контура генератора. На фиг. -1 изображена принципиаль ная схема генератора импульсов в че тырехячейковом исполнении , на фиг.2 временные диаграммы токов каждой яч ки и тока нагрузки. Схема гейератора состоит из четы рех идентичных ячеек, подключенных к общей нагрузке 1. Ка;кдая ячейка содержит последовательно включенные зарядные тиристор 2, накопительный конденсатор 3 и диод 4, подключенный катодом к нагрузке 1. Параллель но конденсатору 3 подключены обратные диоды 5 и 6, а точка соединения их анодов через дроссель 7 присоеди нена к второму входному и выходному выводу. Разрядный тиристор 8 и дрос сель 9 подключены параллельно нако пительному конденсатору 3 и диоду 4 Анод зарядного тиристора 2 соединен с положительным полюсом источника питания через дроссель 10. Генератор работает следующим образом. Птаред включением разрядных тиристоров 8 накопительные конденсаторы 3.заряжены-с указанной на фиг. 1 полярностью до напряжения, превышающего напряжение источника питания. При включении тиристора 8 пер вой ячейки колебательный ток перезаряда конденсатора 3 протекает по контуру: дроссель 9, нагрузка .1, дроссель 7, диод б.. Когда конден сатор 3 разряжается до нуля, .ток че рез него начинает уменьшаться, а /напряжение на дросселе 7 изменяет знак. Далее когда это напряжение превышает величину напряжения на нагрузке,начинает проводить ток диод 4, после чего скорость уменьшения тока в цепи нагрузки 1 снижается и определяется параметрами контура: нагрузка 1, дроссель 7 диоды б и 4. После перезаряда накопительного конденсатора до напряжения противоположной полярности начинается его обратный колебательный перезаряд по цепи: диод 4, нагрузка 1, дроссель 7, диод 5.. В результате цикла двойного перезаряда напряжение на конденсаторе 3 стггнрвится меньше, чем напряжение источника питания. После выключения диода 5 включается зарядный тиристор 2, Через тиристор 8, диод 4, нагрузку 1 и источник питания протекает полуволна колебательного тока подзаряжающего конденсатора 3. в результате накопительный конденсатор снова заряжается до напряжения, превышающего напряжение источника питания. Одновременно с включением диода 5 первой ячейки включается тиристор 8 второй ячейки, в результате чего ток нагрузки увеличивается. Цикл работы второй, третьей и четвертой ячейки протекает аналогично, в результате-через нагрузку протекает импульс тока, образованный наложением пачек импульсов тока четырех ячеек. Применение четырех ячеек позволяет выровнять амплитуду соседних импульсов в пачке. Пауза между выключением зарядного тиристора 2 каждой ячейки и включением тиристора 8 необходима для восстановления управляемости . Дроссели 7 и 9 обеспечивают колебательный режим ячеек. Длительность импульса генератора определяется последовательностью импульсов управления тиристорами, что позволяет в широких пределах изменять частоту и скваженность импульсов тока нагрузки. Таким образом, применение диодов 5 и б связанных с выводами накопительного конденсатора и через дроссель с отрицательным выводом источника питания позволяет обеспечить перекрытие соседних импульсов тока каждой ячейки за счет накопления энергии в дросселе и пропускать через нагрузку униполярный импульс тока при прерывистом колебательном токе накопительного конденсатора. Возврат диодами реактивной мощности накопительного конденсатора обеспечивает ограничение амплитуды токов и напряжений в схеме при любом режиме. Это повышает надежность генератора импульсов, особенно при резко переменной нагрузке. Перекрытие импульсов тока ячеек позволяет в широких пределах регулировать чистоту и длительность выходных импvльcoв.

Формула изобретения

Тиристорный генератор униполярных импульсов тока, содержащий зарядный тиристор, накопительный конденсатор и разделительный диод, соединенные последовательно и включенные между первым входным и выходн1Л4 выводами, причем общая точка зарядногчэ тиристора и накопительного конденсатора связана с первым выходным выводом через разрядный тиристор, а к общей точке накопительного конденсатора и разделительного диода подключен первый вывод обратного диода, второй вывод которого связан со вторыми входным и выходным выводами, отличающийся тем, что,

с целью повьп11ения надежности за счет ограничения тока и расширения функциональных возможностей, к общей точке зарядного тиристора и накопительного конденсатора подключен первый вывод дополнительного обратного диода, причем вторые выводы обоих обратных диодов связаны через дроссель со вторыми входным и выходным выводами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР 462688, кл. В 23 Р 1/02, 1972.