Система заряда накопительного конденсатора

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в импульсных потребителях электрического энергии. Цель изобретения - уменьшение несиметрии токов трехфазного источника переменного напряжения, улучшение удельных массогабаритных показателей - достигается путем более равномерной загрузки фаз. В процессе работы заряд конденсаторов 4, 13 и 17 происходит каждый период. Накопленную энергию источника они отдают в конденсаторы 9 и 14 - один раз за два периода со сдвигом фазы. Конденсаторы 9 и 14 заряжают конденсатор 12 один раз через четыре периода. Зарядный импульс в конденсаторе 13 формируется также один раз в четыре периода, но со сдвигом относительно зарядного импульса конденсатора 12 на два периода. В результате этого за много периодов изменения питающего напряжения напряжение на конденсаторе 13 достигнет значения, равного 14 U<SB POS="POST">Mл</SB>, где U<SB POS="POST">Mл</SB> - амплитудное значение линейного напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) Ai (51) 4 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i г

1 %

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4338537/24-21 (22) 02,1.2,87 (46),15,11.89, Бюл. Ф 42 (7?) В.К.Быстров, А.Г,Николаев, А.В.Вечерни и О.В.Муськин (53) 621,378,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 911690 кл. H 03 3/53, 1981.

Авторское свидетельство. СССР

11- 1405103; кл. H 03 К 3/53, 07,07.86. (54) СИСТЕМА ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в импульсных потребителях электрической энергии, Цель изобретения — уменьшение несимметрии токов трехфазного источника переменного .напряжения, улучшение удельных

2 массогабаритных показателей — достигается путем более равномерной загрузки фаз ° В процессе работы заряд конденсаторов 4, 13 и 17 происходит каждый период, Накопленную энергию источника они отдают в конденсаторы 9 и 14— один раз за два периода со сдвигом фазы, Конденсаторы 9 и 14 заряжают конденсатор 12 один раз через четыре периода. Зарядный импульс в конденсаторе 13 формируется также один раэ в чечетыре периода, но со сдвигом относительно зарядного импульса конденсатора 12 на два периода. В результате этого за много периодов изменения питающего напряжения напряжение на конденсаторе 13 достигнет значения, равного 14U „, где U „ - амплитудное значение линейного напряжения, 3 ил

1522384

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в импульсных потребителях электрической энергии.

Цель изобретения — уменьшение н5 симметрии токов трехфазного источника переменного напряжения, улучшение удельных массогабаритных и указателей за счет обеспечения более равномерной загрузки фаз.

На фиг ° 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 (a,á) — алгоритм работы блока управления; на фиг,3 (а-ж) — эквивалентные схемы заряда конденсаторов.

Система заряда накопительного конденсатора содержит трехфазный источник 1 переменного напряжения, первая клемма 2 которого соединена с первой обкладкой первого и второго конденсаторов 3 и 4, вторая обкладка первого конденсатора 3 соединена с катодом первого диода 5, анод которого соединен со второй клеммой 6 источника 1 переменного напряжения, третья клемма 7 которого соединена с катодом второго диода 8, анод которого соединен со второй обкладкой второго конденсатора 4, анод первого диода соединен с первой обкладкой третьего конденсатора 9, вторая обкладка которого соединена с анодом первого и второго тиристоров 10 и 11, катод первого тиристора 10 соединен с первой обкладкой четвертого конденсатора 12, вто35 рая обкладка которого соединена с первой обкладкой пятого конденсатора 13, первая обкладка шестого конденсатора

14 соединена с катодом третьего и четвертого тиристоров 15 и 16, анод третьего тирнстора 15 соединен с первой обкладкой четвертого конденсатора 12, седьмой. конденсатор 17, блок 18 управления, первый, второй и 45 третий входы 19-21.которого соответственно соединены с первой, второй и третьей клеммами 2, 6, 7 трехфазного источника переменного напряжения, первый, второй, третий, четвертый выходы 22-25 блока управления соединены соответственно с управляющим электродом первого, второго, третьего, четвертого тиристоров 10, 11, 15, 16, симистор 26, включенный между треть55 ей клеммой 7 трехфазного источника 1 переменного напряжения и первой обкладкой седьмого конденсатора 17, вторая обкладка которого соединена с анодом первого диода 5, катод которого соединен с анодом в торо го тири с тора

11, катод которого соединен с первой обкладкой пятого конденсатора 13, вторая обкладка которого соединена с анодом четвертого тиристора 16, катод которого соединен с анодом вто" рого диода 8, первая обкладка шестого конденсатора 14 соединена с анодом второго диода 8, а вторая обкладкас первой обкладкой седьмого конденсатора 17, пятый выход 27 блока 18 управления соединен с управляющим электродом симистора 26.

Устройство работает следующим образом.

Для раскрытия принципа действия схемы системы и упрощенного показа физических процессов, протекающих в ней, рассмотрим работу этой системы в режиме ее холостого хода, Источником электрической энергии служит источник 1, обмотки которого могут быть соединены пo схеме треугольник или звезда, напряжения на клеммах 2, 6, 7 образованы трехфазной последовательностью и сдвинуты на

120 эл,град, друг относительно друга, Пусть в исходный момент времени линейное напряжение клемм 2 и 6 равно нулю и начинает возрастать по абсолютной величине, причем положительный приложен к клемме 6. При этом линейные напряжения клемм 7 и 2, 6 и 7 равны по абсолютной величине, но линейное напряжение клемм 7 и 2 имеет отрицательное, а клемм 6 и 7 — положительное значение, как это показано на фиг.2а. Конденсатор 3 при увеличении напряжения по закону синуса через диод 5 заряжается до амплитуды линейного напряжения клемм 2 и 6 по цепи клемма б — диод 5 — конденсатор

3 — клемма 2 - клемма 6 (фиг.3а).

Этот заряд длится 90 эл,град. и завершается в момент, когда линейное на-пряжение клемм 6 и 2 достигнет своего амплитудного значения U „. По окончании заряда когда линейное на1 пряжение .клемм б и 2 начнет убывать, диод 5 запирается и предотвращает разряд конденсатора 3 на источник 1, Через 120 эл,град. от выбранного начала отсчета, когда потенциал клеммы 2 станет больше потенциала клеммы

7, начинается заряд увеличивающимся напряжением клемм 2 и 7 конденсатора

4 по цепи клемма 2 — конденсатор 4—

5 диод 8 — клемма 7 — клемма 2 (фиг.3б), Этот заряд завершается ч рез 210 эл,град, от начала отсчета когда линейное напряжение клемм 2

7 достигнет своего амплитудного зн чения Гт„. По окончании заряда ко

l да линейное напряжение клемм 2 и 7 начинает убывать, диод 8 запирается и предотвращает разряд конденса тора 4 на источник, Через 240 эл.град. от выбранног начала отсчета, когда потенциал кл мы 7 станет больше потенциала кле

6, по сигналу блока управления (фиг .2б) отпирается симистор 26 и чинается заряд конденсатора 17 воз растающим линейным напряжением кле

7 и 6 по цепи клемма 7 — симистр 26 конденсатор 17 - клемма 6. - клемма

{фиг.Зв), Этот процесс завершится через 330 эл,град, от начала отсчета. В этот момент конденсатор 17 за рядится до амплитуды .линейного напр жения клемм 7 и б и симистр 27 по- гаснет естественным путем, предотвр щая разряд конденсатора.17 на источ ник, На фиг,2б показано, в..какие мо менты времени блок 18, фазового упр ления генерирует импульсы1 передава мые на соответствующие тиристоры, номера которых указаны на.временных диаграммах.

Спустя 360 эл.град, от выбранного начала отсчета начинается заряд конденсатора 14 под действием.суммарного напряжения клемм 6 и 2, а .т же напряжений заряженных конденсаторов 4 и 17 по цепи клемма б --кон денсатор 17 — конденсатор. 14 — конд

camp 4 — клемма 2 †. клемма 6 (фиг,, При этом через 450 эл,град. от вы= бранного начала отсчета конденсатор

14 зарядится до утроенного значения амплитуды линейного напряжения, Пос первого зарядного цикла, длящегося течение первого периода изменения:и тающего напряжения, будет происходи заряд конденсаторов 13 и 14 периоди ки по ранее рассмотренным цепям, Через 480 эл,град,, когда потенциал клеммы 2 станет вновь положительным, начинается заряд конденсат ра 4 увеличивающимся напряжением кл . 2 и 7 по цепи клемма 2 — конденсато

4 — диод 8 — клемма 7 — клемма 2

{фиг,Зб), Этот процесс завершится ч реэ 570 эл.град., при этом линейное напряжение клемм 2 и 7 достигнет св

1522384 6 го амплитудного значения U,„а диод е- 8 запирается и предотвращает разряд

Ф конденсатора на источник. Эти процессы периодически будут повторяться, а- Через 600 эл.град, от начала отсче" та по сигналу блока управления вентилями (фиг,5б) отпирается симистор 26 и вновь начинается заряд конденсатора

18 возрастающим линейным напряжением клемм 6 и 7 по цепи клемма 7 — симистор 26 †. конденсатор 17 — клемма 6ем" клемма 7, (фиг.Зв),.Заряд конденсатора ммы 17 завершается через 690 эл.град,, 15 когда линейное напряжение клемм 7 и иа- б достигнет амплитудного значения. Палее эти процессы повторяются цикличесмм ки.

Симистор 26 погаснет естественным

7 20 путем, предотвращая разряд конденсатора 17 на источник, Через 480 эл,град, по сигналу блока управления (фиг.2б) открывается я- симистор 26 (но в противоположном на25 правлении) и начинается заряд кондена- сатора 9.под действием возрастающего суммарного напряжения клемм 2и 7, а также напряжений заряженных конденав- саторов 3 и 17 (фиг,Зд) по цепи клеме- 30 ма 2 - конденсатор 3 — конденсатор 9— конденсатор 17 — симистор 26 — клемма 7 — клемма 2, Этот заряд закончится через 930 эл.град, от начала отсчета.

Через 960 эл..град. от выбранного начала отсчета по сигналу блока упак- равления (фиг.2б) вновь отпирается симистор 26 и начинается заряд конденсатора 1? возрастающим напряже— ен-40 нием клемм 7 и 6 по цепи клемма 7—

Зг), симистор 26 — конденсатор 17 клемма 6 — клемма 7 (фиг.Зв). Заряд конденсатора 17 завершится через

1050 эл.град., когда. линейное напряле 45 жение клемм 7 и 6 достигнет амплитудв ного значения и симистор 26 погаснет естественным путем, предотвращая ть разряд конденсатора 17 на источник, чес- Через 1140 эл,град., когда потен50 цнал клеммы 7 относительно клеммы 6 станет положительным, по сигналу блока управления (фиг,2б) отпираются тио- ристоры 15 и 11 и симистор 26 и наемм чинается заряд конденсатора 12 р 55 (фиг.3е) по цепи клемма 6 — конденсатор 9 — тиристор 11 - конденсатор е- 12 — тиристор 15 — конденсатор 14— симистор 26 — клемма 7 - клемма б, ое- Через 1230 эл,град, конденсатор 12

1522384 зарядится до значения суммарного напряжения клемм 7 и 6, а также заряженных конценсаторов 9 и 14, т.е. до напряжения 711„„, После окончания заряда тиристоры 15 и Il и симис5 тор 26 погаснут естественным путем, Через 720 эл.град. после начала заряда конденсатора 12, т.е, через

1860 эл.град, от начала отсчета, ког- 10 да потенциал клеммы 6 относительно клеммы 7 станет положительным, с блока управления 18 фиг.2б) выдается управляющий сигнал на тиристоры 10 и

16 и симистор 26 и начинается процесс 15 заряда конденсатора 13 (фиг,)ж) по . цепи клемма 6 — конденсатор 9 - тиристор 10 — конденсатор 12 — конденсатор 13 — тиристор 16 — конденсатор

14 — симистор 26 — клемма 7 — клем20 ма 6, Таким образом, как следует из анализа фиг,2б и. фиг,3, заряд конденсаторов 4, 13 и 17 происходит каждый период. Накопленную ими энергию источ-25 ника они отдают в конденсаторы 9 и

14 — один раз за два периода со сдвигом по фазе, Конденсаторы 9 и 14 заряжают конденсатор 12 один раз через четыре периода„ Зарядный же импульс в конденсатор 13 формируется также один раз в четыре периода, но со сдвигом относительно зарядного импульса конденсатора 12 на два периода. При этом амплитуда зарядного импульса бу дет равна 14U „ или 23,811 . В ре35 ф (p ° зультате этого за много периодов изменения питающего напряжения, напряжение на.конденсаторе 13 достигнет значения, равного 14U„„ или 23,8U

1 т9 40

Формул а и з о б р е т е и и я

Система заряда накопительного конденсатора содержащая трехфазный 45

1 источник переменного напряжения, первая клемма которого соединена с первой обкладкой первого и второго конденсаторов, вторая обкладка первого конденсатора соединена с катодом пер 50 вого диода, анод которого соединен с второй клеммой источника переменного напряжения, третья клемма которо-. го соединена с катодом второго диода, анод которого соединен с второй обкладкой второго конденсатора, анод первого диода соединен с первой обкладкой третьего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с анодом первого и второго тиристоров, катод первого тиристора соединен с первой обкладкой четвертого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с. первой обкладкой пятого конденсатора, первая обкладка шестого конденсатора соединена с катодом третьего и четвертого тиристоров, анод третьего тиристора соединен с первой обкладкой четвертого конденсатора, седьмой конденсатор, блок управления, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первой, второй и третьей клеммами трехфазного источника переменного напряжения, первый, второй, третий, четвертый выходы блока управления соединены соответст — . венно с управляющими электродами первого, второго, третьего, четвертого тиристоров, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения несимметрии токов трехфазного источника переменного напряжения,. улучшения удельных массогабаритных показателей, в него введен симистр, включенный между третьей клеммой трехфазного источ -. ника переменного напряжения и первой обкладкой седьмого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с анодом первого диода, катод которого соединен с анодом второго тиристора, катод которого соединен с первой обкладкой пятого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с анодом четвертого тиристора, катод которого соединен с анодом второго диода, первая обкладка шестого конденсатора соединена с анодом второго диода, а вторая обкладка — с первой обкладкой седьмого конденсатора, пятый выход блока управления соединен с уп. равляющим электродом симистра. а

7-+ g

Я

f1

Фи З

Составитель Н,Горбачев

Редактор И,Сегляник Техред М,Ходанич Корректор Л.Бескид

Заказ 6978/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101