RU115988U1 - TRANSFORMER-CAPACITIVE CURRENT PULSE GENERATOR - Google Patents
TRANSFORMER-CAPACITIVE CURRENT PULSE GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU115988U1 RU115988U1 RU2011149207/08U RU2011149207U RU115988U1 RU 115988 U1 RU115988 U1 RU 115988U1 RU 2011149207/08 U RU2011149207/08 U RU 2011149207/08U RU 2011149207 U RU2011149207 U RU 2011149207U RU 115988 U1 RU115988 U1 RU 115988U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- thyristor
- winding
- capacitor
- primary winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована для питания электрофизических установок: ускорителей, плазмотронов, лазеров и т.д. Полезная модель направлена на повышение мощности и надежности, а также упрощение конструкции. Указанный технический результат достигается тем, что в трансформаторно-емкостном генераторе импульсов тока, содержащем однофазный ударный генератор, статорная обмотка которого через первый тиристор подключена к первичной обмотке трансформатора, а индуктивно связанная и согласно включенная с первичной обмоткой вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена со вторым тиристором и нагрузкой. При этом параллельно первичной обмотке трансформатора включен конденсатор так, что катод первого тиристора подключен к входным зажимам первичной обмотки трансформатора и конденсатора, а выходные зажимы первичной обмотки трансформатора и конденсатора, а также входной зажим статорной обмотки однофазного ударного генератора образуют общую точку. 2 ил. The utility model relates to pulsed technology and can be used to power electrophysical installations: accelerators, plasmatrons, lasers, etc. The utility model is aimed at increasing power and reliability, as well as simplifying the design. The specified technical result is achieved by the fact that in a transformer-capacitive current pulse generator containing a single-phase shock generator, the stator winding of which is connected through the first thyristor to the primary winding of the transformer, and the secondary winding of the transformer inductively connected and according to the secondary winding is connected in series with the second thyristor and load. In this case, a capacitor is connected parallel to the primary winding of the transformer so that the cathode of the first thyristor is connected to the input terminals of the transformer and capacitor primary windings, and the output terminals of the transformer and capacitor primary windings, as well as the input terminal of the stator winding of a single-phase shock generator, form a common point. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована для питания электрофизических установок: ускорителей, плазмотронов, лазеров и т.п.The utility model relates to pulsed technology and can be used to power electrophysical installations: accelerators, plasmatrons, lasers, etc.
Известен индуктивный генератор импульсов тока, содержащий однофазный ударный генератор, статорная обмотка которого через первый тиристор подключена к первичной обмотке трансформатора. Индуктивно связанная и согласно включенная с первичной обмоткой вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена со вторым тиристором и нагрузкой. При этом третий тиристор, включен параллельно первичной обмотке трансформатора так, что катоды первого и третьего тиристоров оказываются подключенными к входному зажиму первичной обмотки трансформатора, а выходной зажим этой обмотки, анод третьего тиристора и входной зажим статорной обмотки ударного генератора образуют общую точку [патент РФ на полезную модель №87847, МПК Н03К 17/08 (2006.01), опубл.20.10.2009, Бюл. №29].Known inductive pulse generator containing a single-phase shock generator, the stator winding of which is connected through the first thyristor to the primary winding of the transformer. Inductively connected and according to the secondary winding of the transformer connected to the primary winding, it is connected in series with the second thyristor and the load. In this case, the third thyristor is connected in parallel with the primary winding of the transformer so that the cathodes of the first and third thyristors are connected to the input terminal of the primary winding of the transformer, and the output terminal of this winding, the anode of the third thyristor and the input terminal of the stator winding of the shock generator form a common point [RF patent for Utility model No. 87847, IPC N03K 17/08 (2006.01), publ. 20.10.2009, Bull. No. 29].
Недостатком индуктивного генератора импульсов тока является то, что при многих параметрах этих генераторов и их нагрузок невозможно добиться перехода тока первого тиристора через нулевое значение для его запирания, а также невозможно получить приемлемую скорость нарастания тока во вторичной обмотке трансформатора, что ограничивает применение и генерируемую мощность указанных генераторов.The disadvantage of the inductive generator of current pulses is that for many parameters of these generators and their loads it is impossible to achieve the transition of the current of the first thyristor through a zero value to lock it, and it is also impossible to obtain an acceptable rate of current rise in the secondary winding of the transformer, which limits the application and the generated power of these generators.
Известен индуктивно-емкостной генератор импульсов тока, выбранный в качестве прототипа, содержащий однофазный ударный генератор, статорная обмотка которого через первый тиристор подключена к первичной обмотке трансформатора, параллельно которой подсоединен конденсатор. Индуктивно связанная и согласно включенная с первичной обмоткой вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена со вторым тиристором и нагрузкой. При этом третий тиристор, включен параллельно первичной обмотке трансформатора и конденсатору так, что катоды первого и третьего тиристоров оказываются подключенными к входным зажимам первичной обмотки трансформатора и конденсатора, а выходные зажимы этой обмотки и конденсатора, анод третьего тиристора и входной зажим статорной обмотки ударного генератора образуют общую точку [патент РФ на полезную модель №107652, МПК Н03К 17/08 (2006.01), опубл. 20.08.11, Бюл.№23]. По сравнению с индуктивным генератором за счет конденсатора индуктивно-емкостной генератор имеет в 5…10 раз большую мощность и расширенные параметры генератора и нагрузок, когда ток первого тиристора переходит через нулевое значение и этот тиристор запирается.Known inductive-capacitive current pulse generator, selected as a prototype, containing a single-phase shock generator, the stator winding of which through the first thyristor is connected to the primary winding of the transformer, in parallel with which a capacitor is connected. Inductively connected and according to the secondary winding of the transformer connected to the primary winding, it is connected in series with the second thyristor and the load. The third thyristor is connected in parallel with the primary winding of the transformer and the capacitor so that the cathodes of the first and third thyristors are connected to the input terminals of the primary winding of the transformer and capacitor, and the output terminals of this winding and capacitor, the anode of the third thyristor and the input terminal of the stator winding of the shock generator form common point [RF patent for utility model No. 107652, IPC Н03К 17/08 (2006.01), publ. 08/20/11, Bull. No. 23]. Compared to an inductive generator due to a capacitor, an inductive-capacitive generator has 5 ... 10 times more power and advanced parameters of the generator and loads, when the current of the first thyristor passes through a zero value and this thyristor is locked.
Недостатком индуктивно-емкостного генератора импульсов тока является трудность управления третьим тиристором, который необходимо включать в определенные моменты времени, когда напряжение на конденсаторе равно нулю, а ток первичной обмотки трансформатора максимален. Наличие третьего тиристора снижает мощность и надежность индуктивно-емкостного генератора, а также усложняет эго конструкцию.The disadvantage of an inductive-capacitive current pulse generator is the difficulty of controlling the third thyristor, which must be turned on at certain points in time when the voltage across the capacitor is zero and the primary current of the transformer is maximum. The presence of a third thyristor reduces the power and reliability of the inductive-capacitive generator, and also complicates the ego design.
Задачей полезной модели является повышение мощности и надежности, а также упрощение конструкции генератора.The objective of the utility model is to increase power and reliability, as well as simplifying the design of the generator.
Данная задача достигается тем, что трансформаторно-емкостный генератор импульсов тока так же, как и в прототипе, содержит однофазный ударный генератор, статорная обмотка которого через первый тиристор подключена к первичной обмотке трансформатора, а индуктивно связанная и согласно включенная с первичной обмоткой вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена со вторым тиристором и нагрузкой, причем параллельно первичной обмотке трансформатора включен конденсатор.This task is achieved by the fact that the transformer-capacitive current pulse generator, as in the prototype, contains a single-phase shock generator, the stator winding of which is connected to the primary winding of the transformer through the first thyristor, and the secondary winding of the transformer is connected inductively and in accordance with the secondary winding connected to the second thyristor and the load, and a capacitor is connected in parallel with the primary winding of the transformer.
Согласно полезной модели катод первого тиристора подключен к входным зажимам первичной обмотки трансформатора и конденсатора, причем выходные зажимы первичной обмотки и конденсатора, а также входной зажим статорной обмотки ударного генератора образуют общую точку.According to a utility model, the cathode of the first thyristor is connected to the input terminals of the primary winding of the transformer and capacitor, the output terminals of the primary winding and capacitor, as well as the input terminal of the stator winding of the shock generator, form a common point.
Полезная модель имеет следующие преимущества перед устройством прототипа:The utility model has the following advantages over the prototype device:
благодаря включению двух тиристоров повышается мощность и надежность генератора, а также упрощается его конструкция.thanks to the inclusion of two thyristors, the power and reliability of the generator are increased, and its design is simplified.
На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства, на фиг.2 - графики управляющего напряжения и токов генератора.Figure 1 presents the circuit diagram of the device, figure 2 - graphs of the control voltage and currents of the generator.
Трансформаторно-емкостный генератор импульсов тока (фиг.1) содержит однофазный ударный генератор, статорная обмотка 1 которого подключена через первый тиристор 2 к первичной обмотке 3 трансформатора. Параллельно первичной обмотке 3 трансформатора включен конденсатор 4. Индуктивно связанная и согласно включенная с первичной обмоткой 3 вторичная обмотка 5 трансформатора последовательно соединена со вторым тиристором 6 и нагрузкой 7.Transformer-capacitive current pulse generator (figure 1) contains a single-phase shock generator, the stator winding 1 of which is connected through the first thyristor 2 to the primary winding 3 of the transformer. In parallel to the primary winding 3 of the transformer, a capacitor 4 is connected. Inductively connected and according to the secondary winding 5 of the transformer connected to the primary winding 3, is connected in series with the second thyristor 6 and the load 7.
Устройство работает следующим образом. Однофазный ударный генератор приводится во вращение и в его статорной обмотке 1 возбуждается синусоидальная ЭДС, разность которой с напряжением на конденсаторе 4 дает управляющее напряжение 8 (фиг.2). В момент времени t1, когда напряжение 8 равно нулю и затем нарастает, включается первый тиристор 2, подключающий статорную обмотку 1 однофазного ударного генератора к первичной обмотке 3 трансформатора и конденсатору 4. Начинают протекать токи: по статорной обмотке 1 однофазного ударного генератора и первому тиристору 2 протекает ток 9, по конденсатору 4 - ток 10, по первичной обмотке 3 трансформатора - ток 11. В момент времени t2, когда ток 9 переходит нулевое значение, первый тиристор 2 запирается. Через первичную обмотку 3 трансформатора и конденсатор 4 протекают равные по величине и противоположно направленные токи 10 и 11, а ток 9 статорной обмотки 1 однофазного ударного генератора равен нулю. В момент времени t3, когда управляющее напряжение 8 равно нулю и затем нарастает, вновь включается первый тиристор 2, подключающий статорную обмотку 1 однофазного ударного генератора к первичной обмотке 3 трансформатора и конденсатору 4. В момент времени t4, когда ток 9 переходит нулевое значение, первый тиристор 2 запирается. Через первичную обмотку 3 трансформатора и конденсатор 4 протекают равные по величине и противоположно направленные токи 10 и 11, а ток 9 статорной обмотки 1 ударного генератора вновь равен нулю и т.д. Амплитуды токов 10 и 11 нарастают, также увеличивается амплитуда напряжения на конденсаторе 4 - происходит накопление энергии в первичной обмотке 3 трансформатора и конденсаторе 4. В момент времени t7, когда ток 11 первичной обмотки 3 трансформатора достигнет требуемого максимума, срабатывает второй тиристор 6, подключающий вторичную обмотку 5 трансформатора к нагрузке 7, в которой формируется импульс тока 12, протекающий по вторичной обмотке 5 трансформатора, второму тиристору 6 и нагрузке 7. В момент времени t8, когда ток 12 переходит через нулевое значение, второй тиристор 6 запирается. Таким образом, накопленная от однофазного ударного генератора энергия в первичной обмотке 3 трансформатора и конденсаторе 4 выделяется в нагрузке 7. На фиг.2 представлены три импульса тока 9 статорной обмотки 1 однофазного ударного генератора, что вполне достаточно для пояснения принципа работы устройства.The device operates as follows. A single-phase shock generator is driven into rotation and in its stator winding 1 a sinusoidal EMF is excited, the difference of which with the voltage across the capacitor 4 gives the control voltage 8 (Fig.2). At time t 1 , when voltage 8 is zero and then rises, the first thyristor 2 is turned on, connecting the stator winding 1 of the single-phase shock generator to the primary winding 3 of the transformer and the capacitor 4. Currents begin to flow: along the stator winding 1 of the single-phase shock generator and the first thyristor 2, current 9 flows, along capacitor 4 - current 10, along primary transformer 3 - current 11. At time t 2 , when current 9 passes a zero value, the first thyristor 2 is locked. Equal in magnitude and oppositely directed currents 10 and 11 flow through the primary winding 3 of the transformer and capacitor 4, and the current 9 of the stator winding 1 of the single-phase shock generator is zero. At time t 3 , when the control voltage 8 is zero and then rises, the first thyristor 2 is turned on again, connecting the stator winding 1 of the single-phase shock generator to the primary winding 3 of the transformer and capacitor 4. At time t 4 , when current 9 passes a zero value , the first thyristor 2 is locked. Equal in magnitude and oppositely directed currents 10 and 11 flow through the primary winding 3 of the transformer and capacitor 4, and the current 9 of the stator winding 1 of the shock generator is again zero, etc. The amplitudes of currents 10 and 11 increase, the amplitude of the voltage on the capacitor 4 also increases - energy is accumulated in the primary winding 3 of the transformer and capacitor 4. At time t 7 , when the current 11 of the primary winding 3 of the transformer reaches the required maximum, the second thyristor 6 is connected, connecting 5 the secondary winding of the transformer to the load 7, which is formed by a current pulse 12 flowing through the secondary winding of the transformer 5, a second load thyristor 6 and 7. at time t 8 when the current passes through zero 12 th value of the second thyristor 6 is locked. Thus, the energy accumulated from the single-phase shock generator in the primary winding 3 of the transformer and the capacitor 4 is released in the load 7. Figure 2 shows three current pulses 9 of the stator winding 1 of a single-phase shock generator, which is quite enough to explain the principle of operation of the device.
С помощью программы Mathcad проведены исследования модели заявляемого устройства, имеющего параметры: амплитуда синусоидальной ЭДС статорной обмотки 1 однофазного ударного генератора - В; частота - 50 Гц; индуктивность статорной обмотки 1 однофазного ударного генератора - 0,01 Гн; индуктивность первичной обмотки 3 трансформатора - 0,1 Гн; индуктивность вторичной обмотки 5 трансформатора - 0,001 Гн; взаимная индуктивность обмоток 3 и 5 трансформатора - 0,0096 Гн; добротности обмоток 1, 3, 5 - 25, 50, 100; емкость конденсатора 4 - 600 мкФ; сопротивление активной нагрузки 7 - 0,1 Ом. Получены за три импульса тока ударного генератора: максимальные значения токов 9, 10, 11, 12 - 344 А, 265 А, 162 А, 933 А; максимальное значение напряжения конденсатора - 1464 В; максимальная запасаемая энергия в первичной обмотке 3 трансформатора - 1315Дж; максимальная запасаемая энергия в конденсаторе 4 - 643 Дж; максимальная суммарная запасаемая энергия в первичной обмотке 3 трансформатора и конденсаторе 4 - 1401 Дж; энергия импульса тока 12 в нагрузке 7 - 1087 Дж; эффективность преобразования энергии, полученной от ударного генератора - 62,7%; средняя мощность ударного генератора - 20 кВт; максимальная мощность импульса тока 12 в нагрузке 7-87 кВт. При тех же параметрах прототип с тремя тиристорами имеет меньшую максимальную мощность в нагрузке, составляющую 57 кВт.Using the Mathcad program, studies were conducted on the model of the claimed device having the parameters: amplitude of the sinusoidal EMF of the stator winding 1 of a single-phase shock generator - AT; frequency - 50 Hz; the inductance of the stator winding 1 of a single-phase shock generator is 0.01 H; inductance of the primary winding 3 of the transformer - 0.1 GN; inductance of the secondary winding 5 of the transformer - 0.001 H; mutual inductance of windings 3 and 5 of the transformer - 0.0096 H; quality factors of windings 1, 3, 5 - 25, 50, 100; capacitor 4 - 600 μF; active load resistance 7 - 0.1 Ohm. Received for three current pulses of the shock generator: maximum currents 9, 10, 11, 12 - 344 A, 265 A, 162 A, 933 A; the maximum value of the capacitor voltage is 1464 V; maximum stored energy in the primary winding 3 of the transformer - 1315J; maximum stored energy in the capacitor 4 - 643 J; maximum total stored energy in the primary winding 3 of the transformer and capacitor 4 - 1401 J; the energy of the current pulse 12 in the load 7 - 1087 J; the conversion efficiency of energy received from the shock generator is 62.7%; average power of the shock generator - 20 kW; the maximum power of the current pulse 12 in the load is 7-87 kW. With the same parameters, the prototype with three thyristors has a lower maximum power in the load of 57 kW.
Таким образом, трансформаторно-емкостный генератор импульсов тока с двумя тиристорами отличается от прототипа в 1,5 раза большей мощностью, более высокой надежностью и более простой конструкцией.Thus, the transformer-capacitive current pulse generator with two thyristors differs from the prototype by 1.5 times more power, higher reliability and simpler design.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011149207/08U RU115988U1 (en) | 2011-12-02 | 2011-12-02 | TRANSFORMER-CAPACITIVE CURRENT PULSE GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011149207/08U RU115988U1 (en) | 2011-12-02 | 2011-12-02 | TRANSFORMER-CAPACITIVE CURRENT PULSE GENERATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU115988U1 true RU115988U1 (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011149207/08U RU115988U1 (en) | 2011-12-02 | 2011-12-02 | TRANSFORMER-CAPACITIVE CURRENT PULSE GENERATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU115988U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523163C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) | Solid-state high-frequency shock-excited generator |
-
2011
- 2011-12-02 RU RU2011149207/08U patent/RU115988U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523163C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) | Solid-state high-frequency shock-excited generator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130214607A1 (en) | Electromagnetic interference cancelling during power conversion | |
| He et al. | Single-phase safe-commutation trans-Z-source AC–AC converter with continuous input current | |
| CN103546057B (en) | A kind of repetition pulse power power-supply based on force the pass break bridge convertor | |
| Roasto et al. | Analysis and evaluation of PWM and PSM shoot-through control methods for voltage-fed qZSI based DC/DC converters | |
| RU162229U1 (en) | INDUCTIVE CURRENT PULSE GENERATOR | |
| CN105207515A (en) | Repetition frequency pulse power current source | |
| RU115988U1 (en) | TRANSFORMER-CAPACITIVE CURRENT PULSE GENERATOR | |
| RU169475U1 (en) | INDUCTIVE-PULSE GENERATOR | |
| Parastar et al. | High power solid-state step-up resonant Marx modulator with continuous output current for offshore wind energy systems | |
| RU159897U1 (en) | INDUCTIVE CURRENT PULSE GENERATOR | |
| Khalid et al. | A new topology for single stage thyristor based grid connected single phase inverter for renewable energy systems | |
| RU120825U1 (en) | AUTO TRANSFORMER CURRENT PULSE GENERATOR | |
| RU2322755C1 (en) | Pulse oscillator | |
| CN109194136A (en) | It is a kind of to reduce two-way LLC converter transformer magnetic saturation control method | |
| RU167664U1 (en) | INDUCTIVE CURRENT PULSE GENERATOR | |
| RU2571952C1 (en) | Corrector of power ratio | |
| RU61964U1 (en) | AUTONOMOUS AGREED RESONANCE INVERTER | |
| RU107652U1 (en) | INDUCTIVE-CAPACITIVE CURRENT PULSE GENERATOR | |
| RU2007126455A (en) | METHOD FOR ELECTRIC ENERGY RECOVERY IN PULSE INSTALLATIONS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU111792U1 (en) | RESONANT WELDING POWER SUPPLY | |
| RU87847U1 (en) | INDUCTIVE CURRENT PULSE GENERATOR | |
| RU144235U1 (en) | INDUCTIVE-PULSE GENERATOR | |
| RU104400U1 (en) | AUTONOMOUS AGREED INVERTER WITH RESONANT COMMUTATION | |
| RU107423U1 (en) | BRIDGE INVERTER WITH IMPROVED ENERGY RECOVERY | |
| CN102710138A (en) | Harmonic direct current converter with wide range and low ZVS (zero-voltage-switching) output |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20121203 |