Генератор импульсов тока Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам представляющим собой генератор импу сов, и может быть применено для поверхностного нагрева. Известен генератор импульсов тока, содержсцций источник питания, к которому подключен емкостный накопитель энергии, управляемый коммутатор, соединяющий емкостный накопитель с согласующим устройством fl Недостатком известного устройства является ограничение возможносте нагрева металла под закалку с большей скоростью самоохлаждения, обеспечивающей мелкозернистую структуру способствунлдую повышению твердости. Это объясняется тем, что для нагрев металла требуется энергия, которая запасается в емкостном накопителе за счет его емкости. Увеличение емкости приводит к снижению частоты импульсного тока. Снижение частоты вызывает увеличение глубины нагрева так как происходит нагрев значительного по толщине слоя, то снижается скорость его охлаждения. Получение той же энергии за счет снижения емкости и повышения напряжения заряда приводит к необходимости создания громоздкого и дорогостоящего статиче ского повысите.льно-выпрямительного устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генеpaToiJ импульсов тока, содержащий источник п такия, к которому подключен емкостный накопитель энергии, коммутатор, повышающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена через коммутатор с емкостным накопителем, энергии, зарядный дроссель с ферромагнитным сердечником, частотозадающий конденсатор, соединенный через зарядный дроссель со вторичной обмоткой повышающего согласующего устройства, управляемый коммутатор, понижающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена через управляемый коммутатор с частотозадающим конденсатором, а также чувствительный элемент, подключенный параллельно частотозадающему конденсатору, выход которого соединен со входом задающего устройства, выход которого соединен со входом блока управления управляемым коммутатором 23. Недостатком этого устройства является снижение производительности

при обеспечении надежной работы генератора. Это объясняется тем, что для обеспечения надежности работы устройства необходимо ограничивать разрядны ток частотозадающего конденсатора, проходящей через управляемый комму,татор. В противном случае коммутатор быстро выйдет из строя и генератор будет не работоспособен. Ограничение разрядного тока уменьшает выделяемую мощность,что ведет к снижению производительности .

Цел изобретения - увеличение производительности при сохранении надежности работы генератора.

Поставленная цель достигается тем что генератор импульсов тока, содержащий источник питания, к которому подключен емкостный накопитель энергии, коммутатор, повышающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена через коммутатор с емкостным накопителем энер- гии, зарядный дроссель с ферромагнитным сердечником, частотозадающий конденсатор, соединенный через зарядный дроссель со вторичной обмотко повышающего согласующего устройства управляемый коммутатор, понижающее согласующее устройство, первичная обмотка которого соединена, через управляемый коммутатор с частотозадающим конденсатором, а также чувствительный элемент, подключенный параллельно частотоза,цающему конденсатору, выход которого соединен со входом, задающего устройства,-выход которого соединен со входом блока управления управляемым коммутатором введен по крайней мере, еще один управляемый коммутатор и еще одна первичная обмотка понижающего согласующего устройства, образующие между собой последовательную цепочку, подключенную параллельно частотоэадающему конденсатору, при -этом первичные обмотки понижающего согласующего устройства связаны индуктивно между собой через вторичную его обмотку На чертеже показана электрическаясхема генератора импульсного тока.

Генератор содержит источник питания 1, к которому подключен емкостный накопитель 2, который через коммутатор о соединен с первичной обмоткой 4 повышающего согласующего устройства, вторичная обмотка 5 которог через зар}|дный дроссель 6, снабженный ферромагнитным сердечником, соединена с частотозадающим конденсатором 7, понижающее согласующее устройство, представляющее собой, например концентратор магнитного поля со вторичной обмоткой 8 в виде одного разрядйого витка и по крайней мере,, двумя первичными обмотками 9 и 10, уложенными в пазы вторичной обмотки 8. Первичные обмотки 9 и 10 индуктивно связаны между собой через

вторичную обмотку 8, которая, в свою очередь индуктивно связана с заготовкой 11, по меньшей мере, два управляемых коммутатора 12 и 13, образующих соответствующие последовательные цепочки с первичными обмотками 9 и 10, в свою очередь эти последовательные иепочки соединены между собой параллельно и подключены к частотозадающему конденсатору 7, параллельно частотозадающему конденсатору 7 подключен чувствительный элемент 14 задающего устройства 1Ь, задающее устройство 1ь и управляемые коммутаторы 12 и 13 подключены к блоку управления 16.

Генератор работает следуквдим Образом,

После заряда емкостного накопителя 2 от источника питания 1 срабатывает коммутатор 3, в результате чего емкостной накопитель 2 разряжается на первичную обмотку 4 повышающего согласующего устройства. Индуцированный во вторичной обмотке 5 повышающего согласующего устройства ток, проходящий через зарядный дроссель 6, снабженный ферромагнитным сердечником, является зарядным током частотозадающегоконденсатора 7. Амплитуда напряжения заряда частотозадающего конденсатора 7 значительно выше по сравнению с амплитудой разрядного напряжения емкостного накопителя 2 за счет повышающего согласующего, устройства. Чувствительный элемент 14 задающего устройства 15, реагируя на величину зарядного напряжения, обеспечивает подачу сигнала через задающее устройство 15 в блок управления 16, который выдает управляющий импульс на управляемы -коммутаторы 12 и 13 в момент, когда зарядный ток частотозадающего конденсатора 7 спадает почти до нуля. Поскольку всегда имеется разброс во времени формирования разряда, то пробой одного из управляемых коммутаторов , например управляемого коммутатора 12 произойдет раньше. После срабатывания управляемого коммутатора 12 по первичной обмотке 9 понижакнцего согласующего устройства начнет протекать ток, который индуцирует то его вторичной обмотке 8. Этот индуцированный ток обеспечивает наведение ЭДС в его первичной обмотКе 10, что приводит к росту разности потенциалов на электродах ynpaBjmeMoro коммутатора 13. Такой рост с избытко компенсирует некоторое снижение напряжения на электродах управляемого г коммутатора 13 вследствие срабатывания управляемого коммутатора 12 и приводит к пробою управляемого коммутатора 13. Таким образом, разрядный ток частотозадающего конденсаjropa 7 разделится пополам и эти мень