Устройство для возбуждения и стабилизации дуги переменного тока Советский патент 1981 года по МПК H05B7/144 

I

Т1зобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания плазмотронов.

Известно устройство для возбуждения и стабилизации дуги переменного тока, содержащее источник питания, накопительный конденсатор, переключающий элемент, повышающий трансформатор 1

Однако это устройство не выдает достаточно стабильного выходного импульса.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для возбуждения и стабилизации, дуги переменного тока, содержащее источник питания постоянного напряжения, к выходу которого подключена зарядная цепочка из последовательно соединенных .основной обмотки дросселя, диода и зарядного конденсатора, параллельно которому через коммутатор, например в виде управляемого тиристорного ключа, подсоединена первичная обмотка повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого служит выходом устройства. Для надежного зажигания дуги переменного тока, особенно в режущих плазмотронах с воздушной стабилизацией, необходим мощный поджигающий импульс, при этом для повышения КПД устройства и надежного запирания тиристора необ.ходимо иметь достаточно большую величину реактивного сопротивления дросселя 2 .

Однако, так как импульсы тока заряда зарядного конденсатора протекают в одном направлении,- то сердечник дросселя через определенное время достигает предельного симметричного.цикла намагничивания. Следовательно, для обеспечения необходимой величины сопротивления дросселя в режиме ключа потребуется в несколько раз.увеличивать сечение сердечника и число витком основной обмотки. Причем пои большой величине сопротивления дросселя зарядный конденсатор не успевает зарядиться до необходимой величины напряжения, что снижает стабильность величины напряжения выходных импульсов устройства. Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства за счет неизменности величины напряжения поджигающих импульсов при регулировании с помощью блока управления угла поджига в пределах полупериода сетевого напряжения, а также повышения коэффициента полезного действия и уменьшения габаритов устройства. Цель достигается тем, что источни постоянного напряжения выполнен в ви де диодно-емкостного умножителя напряжения;.в каждое плечо которого включена дополнительная обмотка дрос селя, встречно основной обмотке, при чем емкость зарядного конденсатора составляет меньше половины емкости конденсаторов умножителя. На чертеже изображена электрическая схема устройства. Устройство содержит иctoчник постоянного напряжения 1 в виде диодно емкостного умножителя напряжения, к выходу которого подключены последова тельно основная обмотка дросселя 2, диод 3 и зарядный конденсатор k. Кон денсатор t через коммутатор 5.в виде управляемого тиристорного ключа, содержащего тиристор 6, диод 7 и блок управления 8 связаны с первичной обмоткой повышающего трансформатора 9. Источник постоянного напряжения имеет в каждом плече диод 10, 11 и конденсаторы удвоителя напряжения 12, 1 а также дополнительную .обмотку 1 и 15 дросселя 2. В случае необходимост получения более высокого напряжения кратность умножения напряжения может быть увеличена за счет дополнительных диодно-емкостных плеч. Основная обмотка дросселя 2 включена согласно с диодом 3, а дополнительные обмотки 1 и 15 встречно основной обмотке. Устройство работает следующим образомУстройство питается от однофазной сети переменного тока. В- исходном со стоянии конденсаторы удвоителя напряжения 12, 13 и зарядный конденсатор 4 заряжены до удвоенной ампли туды напряжения питающей сети. При поступлении управляющего импульса на тиристор 6, последний открывается и замыкает разрядную цепь, представляющую собой колебательный контур, состоящий из емкости конденсатора 4 и индуктивности первичной обмотки ПОВЫ-шающего трансформатора 9. Ток обратного разряда конденсатора k проходит через диод 7. Тиристор 6, если ток, протекающий от конденсаторов удвоителя напряжения 12 и 13 к зарядному конденсатору k, достаточно мал - запирается. Для выполнения- этого условия реактивное сопротивление основной обмотки дросселя 3 в это время должно быть достаточно велико. При этом конденсаторы удвоителя напряжения 12 и 13 практически не разряжаются, что повышает КПД устройства. После окончания колебательного процесса в разрядной цепи конденсатор 4 заряжается через основную обмотку дрос- . селя 2 и диод 3 от конденсаторов 12 и 13. Причем по мере разряда конденсаторов 12 и 13 начинает протекать ток подзаряда в одном из плеч удвоителя напряжения, находящемся в проводящем состоянии относительно питающего напряжения сети. Этот ток, протекая по дополнительной обмотке .дросселя h или 15, включенной встречно с основной обмоткой, значительно уменьшает реактивное сопротивление дросселя, при этом ток заряда конденсатора t возрастает, что в свою очередь, еще увеличивает ток подзаряда в соответствующем плече удвоителя напряжения и т.д. За счет этого конденсатор 4 заряжается за сравнительно короткий промежуток времени, независимо от величины индуктивности .основной обмотки дросселя 2, и в следующий полупериод питающего-напряжения конденсатор готов к работе. Диод 3 препятствует возникновению колебаний напряжения в контуре, образованном конденсаторами удвоителя напряжения 12 и 13)основной обмоткой дросселя 2 и конденсатором t. .Так как устройство питается от сети переменного тока, то с целью получения неизменной величины напряжения на зарядном конденсаторе , а следовательно, неизменной величины напряжения поджигающих импульсов, при регулировании с помощью блока управления угла поджига в пределах полупериода сетевого напряжения, результирующая вели