RU2310980C1

RU2310980C1 - Method for charging capacitive accumulator of electric energy and device for its realization (variants)

Info

Publication number: RU2310980C1
Application number: RU2006111401/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Константинович Быстров (RU); Владимир Константинович Быстров; Константин Владимирович Быстров (RU); Константин Владимирович Быстров; Анатолий Григорьевич Николаев (RU); Анатолий Григорьевич Николаев; к Александр Иванович Ратушн (RU); Александр Иванович Ратушняк
Original assignee: Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-11-20

Abstract

FIELD: electric engineering, possible use for charging accumulating capacitors used in impulse engineering as secondary supplies of electric energy (optical quantum generators, electro-reactive motors, etc).

SUBSTANCE: in suggested method for charging accumulating capacitors, three-phased bridge rectifier and current limiting-dozing capacitors are transformed to rectifier-multiplier of voltage with current limiting-dosing capacitors, wherein due to increased conductivity of two circuits and due to creation of additional circuits for charging, suggested circuitry solutions allow to realize transformer-less increase of charging voltage up to: 2U_Tf; 3U_Tf; 2U_Tl; 3,5U_Tl; and 4U_Tl( where U_Tf and U_Tl - amplitude values of phase and linear voltages), and also to increase the energy stored in accumulating capacitor and its transfer speed by 33; 300, 400 and 1600% respectively. This also reduces requirements to isolation of supply and reduces its mass.

EFFECT: improved specific power and technical-economical characteristics by increased speed of energy transfer to accumulator.

6 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам заряда емкостных накопителей электрической энергии (аккумуляторов, молекулярных и других накопительных конденсаторов), широко используемых в импульсной технике. Его целесообразно использовать при реализации способов так называемого «медленного» заряда (например, за несколько периодов изменения тока источника) от источников синусоидального напряжения, преимущественно для заряда емкостных накопителей электрической энергии (ЕНЭЭ) генераторов мощных импульсов, то есть заряда накопителя электрической энергии за длительное время от источника ограниченной мощности. Эти накопители используются в качестве мощных источников вторичного электропитания различных потребителей электрической энергии, таких как оптические квантовые генераторы, импульсные электрореактивные двигатели, радиолокационная техника, устройства экспериментальной физики, а также установок, использующих импульсные магнитные поля.The invention relates to methods and devices for charging capacitive electric energy storage devices (batteries, molecular and other storage capacitors), widely used in pulse technology. It is advisable to use it when implementing methods of the so-called “slow” charge (for example, over several periods of change in the source current) from sinusoidal voltage sources, mainly for charging capacitive electric energy storage devices (UNEE) of powerful pulse generators, that is, charging an electric energy storage device for a long time from a limited power source. These drives are used as powerful sources of secondary power supply to various consumers of electric energy, such as optical quantum generators, pulsed electric reactive engines, radar equipment, experimental physics devices, and also installations using pulsed magnetic fields.

Схемы устройств для реализации предлагаемого способа заряда ЕНЭЭ представлены на фиг.1-5, а диаграмма напряжений источника - на фиг.6.Diagrams of devices for implementing the proposed method for charging the ENEE are presented in figures 1-5, and the voltage diagram of the source is shown in Fig.6.

Широко известны способы заряда ЕНЭЭ, преимущественно накопительного конденсатора (НК), как от источников постоянного тока, так и от источников переменного тока с последующим его выпрямлением и ограничением тока для регулирования скорости заряда НК.Widely known are the methods for charging the CES, primarily a storage capacitor (NK), both from direct current sources and from alternating current sources with its subsequent rectification and current limitation to control the speed of the NK charge.

В настоящее время известен способ «медленного» заряда ЕНЭЭ от источника постоянного тока неизменного напряжения через токоограничивающий - балластный резистор, включаемый в цепь заряда по схеме на фиг.7 [1, 60 с.].Currently, there is a known method of "slow" charge of the CES from a constant current source of constant voltage through a current-limiting - ballast resistor included in the charge circuit according to the circuit in Fig. 7 [1, 60 p.].

Недостатками этого способа являются крайне низкий кпд, не превышающий 0,5, и низкие удельные энергетические показатели устройств для заряда ЕНЭЭ. Под удельными энергетическими показателями устройств заряда (УЗ) НК обычно понимается отношение мощности, энергии к массе УЗ. Низкие показатели вызваны тем, что избыточная энергия источника гасится на балластном сопротивлении. Именно поэтому этот способ и такие УЗ применяются крайне редко.The disadvantages of this method are the extremely low efficiency, not exceeding 0.5, and low specific energy indicators of devices for charging UNEE. Under the specific energy indicators of the charge devices (US) NC usually refers to the ratio of power, energy to mass of ultrasound. Low indicators are caused by the fact that the excess energy of the source is extinguished at the ballast resistance. That is why this method and such ultrasound are rarely used.

Известен и достаточно распространен способ «медленного» заряда ЕНЭЭ от источника переменного тока через вентильный выпрямитель, последовательно с которым включается токоограничивающий элемент, в качестве которого используются резисторы, катушки индуктивности или конденсаторы [1, 58 с. и др.], схема устройства для реализации которого приведена на фиг.8. При ограничении тока резистором кпд устройства повышается до 0,57 [1, 219 с.], однако этот коэффициент имеет более низкое значение по сравнению с зарядными цепями с реактивными токоограничивающими элементами. Это связано с наличием больших потерь энергии в резисторах. Поэтому при использовании реактивных токоограничивающих элементов этот способ может обеспечить более высокий кпд, так как избыток энергии источника, который гасится на резисторе (и тем снижает кпд), в реактивном элементе запасается в одном полупериоде изменения напряжения источника питания и возвращается в него в другом. Это повышает эффективность данного способа заряда ЕНЭЭ, поэтому он является энергосберегающим [1].Known and quite common is the method of “slow” charging the CES from an alternating current source through a rectifier rectifier, in series with which a current-limiting element is switched on, which is used as resistors, inductors or capacitors [1, 58 p. and others], a diagram of a device for the implementation of which is shown in Fig. 8. When the current is limited by the resistor, the efficiency of the device rises to 0.57 [1, 219 s.], However, this coefficient has a lower value compared to charging circuits with reactive current-limiting elements. This is due to the presence of large energy losses in the resistors. Therefore, when using reactive current-limiting elements, this method can provide higher efficiency, since the excess energy of the source, which is extinguished on the resistor (and thereby reduces the efficiency), is stored in the reactive element in one half-cycle of the voltage change of the power source and returns to it in another. This increases the efficiency of this method of charging ENEE, therefore, it is energy-saving [1].

Недостатком этого способа является то, что напряжение на ЕНЭЭ не превышает амплитуды напряжения источника переменного тока (колебания которого относительно расчетного номинального значения может достигать ±20%), в то время как напряжение на ЕНЭЭ, как правило, должно быть не ниже расчетного напряжения первичного источника электрической энергии.The disadvantage of this method is that the voltage on the CES does not exceed the amplitude of the voltage of the AC source (whose fluctuations relative to the calculated nominal value can reach ± 20%), while the voltage on the CES, as a rule, should not be lower than the calculated voltage of the primary source electrical energy.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению по п.1 формулы изобретения является энергосберегающий способ заряда емкостного накопителя электрической энергии, преимущественно накопительного конденсатора, от трехфазного источника переменного тока (ТИПТ) с использованием емкостного токоограничения и двухполупериодного выпрямления тока, заключающийся в том, что при передаче в емкостной накопитель энергии трехфазного источника переменного тока каждой его линией энергию дозируют токоограничивающедозирующими конденсаторами (ТДК), которые запасают избыточную энергию источника в одном полупериоде изменение его тока и передают ее в последующие полупериоды в емкостной накопитель, при этом ток одной из линий трехфазного источника переменного напряжения ограничивают парой конденсаторов. Схема устройства для реализации способа представлена на фиг.9 [1, 252 с.]. В этом УЗ в процессе циклического заряда НК осуществляется параметрическая реконфигурация электрических цепей заряда-разряда ТДК, в результате которой они обеспечивают передачу энергии источника в накопитель с требуемой скоростью и при малых потерях энергии.The closest in technical essence to this invention according to claim 1 is an energy-saving method for charging a capacitive electric energy storage device, mainly a storage capacitor, from a three-phase AC source (TIPT) using capacitive current limitation and two-half-wave rectification of current, which consists in the fact that when transferring energy to a capacitive energy storage device of a three-phase AC source with each of its lines is metered by current-limiting metering condensers tori (TDC) that is stored excess energy source in one half cycle of the change in its current and transmitting it to the subsequent half-periods in the capacitive storage device, while current lines of one of the three-phase AC voltage source to limit the pair of capacitors. A diagram of a device for implementing the method is presented in Fig. 9 [1, 252 pp.]. In this ultrasound, in the process of the cyclic charge of the NC, a parametric reconfiguration of the electric circuits of the TDK charge-discharge is carried out, as a result of which they ensure the transfer of the source energy to the drive with the required speed and at low energy losses.

Процессы в УЗ описываются существенно нелинейными уравнениями, однако внешняя статическая (вольтамперная) характеристика, выраженная в относительном напряжении

и токе заряда

, представляется уравнением прямой линии

, если в качестве базового напряжения УЗ принять амплитуду линейного напряжения U_лтисточника U_Б=U_лт, а за базовый ток - средневыпрямленную величину тока на выходе выпрямителя в режиме его короткого замыкания I_Б=I_кзт=0,5263U_лтωС, где ω - круговая частота изменения тока/напряжения ТИПТ, а С - емкость ТДК, выраженная в фарадах. Ток в этой формуле выражается в амперах, а напряжение - в вольтах, и относительная величина зарядного тока убывает по мере роста зарядного напряжения

, а относительное значение зарядной мощности НК

равно нулю при коротком замыкании выхода УЗ и его холостом ходе. Она (мощность) имеет максимальное значение, когда ток заряда вдвое меньше базового, т.е. когда НК заряжен до напряжения, равного половине амплитуды напряжения ТИПТ.The processes in ultrasound are described by essentially nonlinear equations, however, the external static (current-voltage) characteristic, expressed in relative voltage

and charge current

represented by a straight line equation

, If the base voltage amplitude linear ultrasonic take _lt voltage source U _B U = U _Lt, and the base current - srednevypryamlennuyu amount of current at the rectifier output in the short circuit mode its I _B = I _EPD = 0,5263U _lt ωS where ω - the circular frequency of the current / voltage TIPT, and C is the capacity of the TDK, expressed in farads. The current in this formula is expressed in amperes, and the voltage in volts, and the relative magnitude of the charging current decreases with increasing charging voltage

, and the relative value of the charging power of the NK

equal to zero with a short circuit of the output of the ultrasound and its idle. It (power) has a maximum value when the charge current is half the base, i.e. when the NK is charged to a voltage equal to half the amplitude of the voltage TIPT.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству по п.2 и последующим пунктам формулы изобретения является энергосберегающее устройство для заряде НК, содержащее трехфазный трехпроводной источник переменного тока с тремя линейными выводами (1, 2 и 3), трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель (4), выполненный на диодах (5-10) и образованный двумя группами диодов, аноды трех диодов (5, 6 и 7) первой группы которого образуют отрицательный выходной вывод (11), а их катоды - три входных вывода (4-1, 4-2, 4-3) выпрямительного моста, аноды трех диодов (8, 9 и 10) второй группы соединены с входными выводами (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, а их катоды образуют положительный выходной вывод выпрямительного моста, а накопительный конденсатор 13 подключен к выходным выводам (11 и 12) выпрямительного моста. Схема этого УЗ приведена на фиг.9 [1, рис.95, с.252].Closest to the technical nature of the claimed device according to claim 2 and the subsequent claims is an energy-saving device for charging NK, containing a three-phase three-wire AC source with three linear outputs (1, 2 and 3), a three-phase two-half-wave bridge rectifier (4), made on diodes (5-10) and formed by two groups of diodes, the anodes of three diodes (5, 6 and 7) of the first group of which form a negative output terminal (11), and their cathodes form three input terminals (4-1, 4-2 4-3) rectifier bridge, en The three diodes (8, 9 and 10) of the second group are connected to the input terminals (4-1, 4-2 and 4-3) of the rectifier bridge, and their cathodes form a positive output terminal of the rectifier bridge, and the storage capacitor 13 is connected to the output terminals (11 and 12) rectifier bridge. The scheme of this ultrasound is shown in Fig.9 [1, Fig. 95, p. 252].

Недостатком этого устройства, реализующего энергосберегающий способ «медленного» заряда НК, является то, что в нем ТДК ограничивают ток источника только при попарном их включении последовательно друг с другом (в результате чего эквивалентная емкость токоораничителя уменьшается в 2 раза) и передают запасенную энергию в НК также при попарном их перезаряде (в последующем такте преобразования), когда они включены также последовательно друг с другом. В этом случае эквивалентная емкость также уменьшается вдвое, что уменьшает скорость передачи энергии от ТИПТ в накопительный конденсатор и обеспечивает заряд НК только до амплитудного значения напряжения источника переменного тока. В связи с этим увеличить скорость передачи энергии можно только за счет увеличения емкости ТДК, что ухудшает удельные энергетические и массогабаритные показатели устройства.The disadvantage of this device, which implements the energy-saving method of “slow” charge of the NK, is that in it the TDK limit the current of the source only when they are switched on in pairs sequentially with each other (as a result of which the equivalent capacitance of the current collector is reduced by 2 times) and the stored energy is transferred to the NK also in case of their pairwise recharging (in the subsequent conversion step), when they are also connected in series with each other. In this case, the equivalent capacity is also halved, which reduces the rate of energy transfer from the TIPT to the storage capacitor and ensures the charge of the NK only to the amplitude value of the voltage of the AC source. In this regard, it is possible to increase the energy transfer rate only by increasing the capacity of the TDK, which worsens the specific energy and weight and size characteristics of the device.

Целью изобретения в энергосберегающем способе заряда ЕНЭЭ, преимущественно НК, от трехфазного источника переменного тока с использованием емкостного токоограничения и двухполупериодного выпрямления тока, заключающемся в том, что при передаче в ЕН энергии ТИПТ каждой его линией, энергию дозируют токоограничивающедозирующими конденсаторами, которые запасают избыточную энергию трех фаз источника в одном полупериоде изменения его тока и передают ее в последующие полупериоды в ЕН, при этом ток одной из линий ТИПТ ограничивают парой конденсаторов, является улучшение удельных энергетических и массогабаритных показателей устройств для заряда ЕНЭЭ путем увеличения скорости передачи в него энергии источника (определяемой произведением зарядного тока на напряжение) без увеличения емкости ТДК, то есть практически без увеличения массы УЗ в целом, а также путем увеличения зарядного напряжения НК, что обеспечивает бестрансформаторное увеличения энергии, запасаемой в НК.The aim of the invention is in the energy-saving method of charging the CES, mainly NK, from a three-phase AC source using capacitive current limitation and half-wave rectification of current, which consists in the fact that when the TIPT energy is transferred to the EH by each of its lines, the energy is dosed by current-limiting metering capacitors that store excess energy of three the phases of the source in one half-cycle of the change in its current and transmit it to subsequent half-periods in EH, while the current of one of the TIPT lines is limited by a pair of cond nsator, is to improve the specific energy and weight and size indicators of devices for charging the ENEE by increasing the rate of transfer of source energy into it (determined by the product of the charging current by voltage) without increasing the capacity of the TDK, that is, practically without increasing the mass of the ultrasound in general, as well as by increasing the charging voltage NK, which provides a transformerless increase in energy stored in the NK.

Величина энергии в накопительном конденсаторе определяется квадратом заряда в нем, а заряд определяется интегралом зарядного тока. Так как ток в электрической цепи пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению, ток заряда ЕН пропорционален разности напряжения источника и накопителя и обратно пропорционален результирующей емкости цепи с парой включенных последовательно ТДК (сопротивление которой определяется суммой емкостных сопротивлений ТДК), которая вдвое меньше сопротивлений ТДК. Эту результирующую емкость у двух ТДК можно увеличить, приблизив к емкости одного конденсатора, если емкость одного из трех ТДК взять сколь угодно большой (приблизив к бесконечности), однако при этом существенно увеличится масса устройства в целом.The amount of energy in the storage capacitor is determined by the square of the charge in it, and the charge is determined by the integral of the charging current. Since the current in the electric circuit is proportional to the voltage and inversely proportional to the resistance, the charge current ЕН is proportional to the voltage difference between the source and the drive and inversely proportional to the resulting capacitance of the circuit with a pair of TDCs connected in series (the resistance of which is determined by the sum of the capacitive resistances of the TDK), which is half the resistance of the TDK. This resulting capacity of two TDCs can be increased by approaching the capacity of one capacitor, if the capacity of one of the three TDCs is arbitrarily large (closer to infinity), however, the mass of the device as a whole will significantly increase.

Взамен увеличения емкости (и, соответственно, массы) одного из трех ТДК можно «замкнуть накоротко» выводы его обкладок, подключив один из выходных выводов ТИПТ непосредственно к входному выводу выпрямительного моста, тогда устройство упростится (и на 1/3 уменьшится масса его ТДК) и одновременно вдвое увеличится проводимость двух цепей с ТДК, формирующих за период изменения тока ТИПТ четыре (из шести) зарядных импульсов тока, что практически эквивалентно увеличению вдвое емкости этих ТДК. Два других зарядных импульса тока формируются цепью с парой ТДК, поэтому ток в этой цепи имеет меньшее значение, практически совпадающее со значением тока в устройстве-прототипе. Таким образом, поставленная цель достигается за счет того, что токи каждой из двух линий ограничиваются только одним ТДКInstead of increasing the capacity (and, correspondingly, the mass) of one of the three TDCs, you can “short-circuit” the terminals of its plates by connecting one of the output terminals of the TIPT directly to the input terminal of the rectifier bridge, then the device will be simplified (and its mass will decrease by 1/3) and at the same time, the conductivity of two circuits with TDCs will double, forming four (out of six) charging current pulses during the TIPT current change period, which is almost equivalent to double the capacity of these TDCs. Two other charging current pulses are formed by a circuit with a pair of TDC, so the current in this circuit has a lower value, which practically coincides with the current value in the prototype device. Thus, the goal is achieved due to the fact that the currents of each of the two lines are limited to only one TDK

Кроме того, при использовании предлагаемого способа заряда НК могут быть образованы дополнительные цепи заряда ТДК, - до более высоких напряжений, а также создаются цепи для разряда этих ТДК непосредственно на НК, минуя источник. Все это способствует более быстрой передаче энергии в НК и его заряду до напряжения, значительно превосходящего напряжение ТИПТ. Это позволяет более эффективно использовать габаритную (расчетную) мощность источника, то есть обеспечить отбор постоянной мощности и повысить коэффициент использования мощности источника, что позволяет уменьшить его (ТИПТ) массогабаритные показатели.In addition, when using the proposed method for charging NK, additional TDC charge chains can be formed, up to higher voltages, and chains are created for discharging these TDCs directly on the NK, bypassing the source. All this contributes to a faster transfer of energy to the nanocrystal and its charge up to a voltage significantly exceeding the TIPT voltage. This allows you to more effectively use the overall (calculated) power of the source, that is, to ensure the selection of constant power and increase the utilization of the power of the source, which allows to reduce its (TIPT) weight and size indicators.

На фиг.1-5 представлены варианты схем устройств для заряда ЕНЭЭ, реализующие предложенный способ согласно изобретению по п.1 формулы изобретения, а на фиг.6 - временные диаграммы изменения напряжения источника.Figure 1-5 shows variants of the schemes of devices for charging the ENEE, implementing the proposed method according to the invention according to claim 1, and figure 6 is a timing diagram of the voltage change of the source.

Целью изобретения в устройствах, реализующих этот способ, является улучшение их технико-экономических показателей, то есть улучшение их удельных энергетических характеристик путем увеличения скорости передачи энергии практически без увеличения их массы.The aim of the invention in devices implementing this method is to improve their technical and economic indicators, that is, to improve their specific energy characteristics by increasing the speed of energy transfer with virtually no increase in their mass.

Реализация заявленного энергосберегающего способа с помощью УЗНК по пп.2-6 формулы изобретения (схемы фиг.1-5) осуществляется как за счет увеличения начального значения тока заряда НК, так и конечного значения напряжения зарядных импульсов. Это обеспечивается за счет изменения емкости зарядных цепей и создания новых вольтодобавочных цепей, которые обеспечивают дополнительную передачу энергии в ТДК (при их подзаряде и перезаряде) с последующей передачей этой энергии в емкостной накопитель при очередной реконфигурации зарядных цепей.The implementation of the claimed energy-saving method using UZNK according to claims 2-6 of the claims (schemes of FIGS. 1-5) is carried out both by increasing the initial value of the charge current of the NK, and the final value of the voltage of the charging pulses. This is ensured by changing the capacity of the charging circuits and creating new voltage boost circuits that provide additional energy transfer to the TDC (when they are recharged and recharged), followed by the transfer of this energy to the capacitive storage during the next reconfiguration of the charging circuits.

Поставленная цель в устройстве по п.2 формулы изобретения (схема по фиг.1) достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный трехпроводной источник переменного тока с тремя линейными выводами (1, 2 и 3), трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель (4), выполненный на диодах (5-10) и образованный двумя группами диодов, аноды трех диодов (5, 6 и 7) первой группы которого образуют отрицательный выходной вывод (11), а их катоды - три входных вывода (4-1; 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, катоды трех диодов (8, 9 и 10) второй группы образуют положительный выходной вывод (12), аноды диодов второй группы соединены с входными выводами (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, накопительный конденсатор (13) подключен к выходным выводам (11, 12) выпрямительного моста. Два выходных вывода (1 и 2) источника переменного тока подключены через токоограничивающедозирующие конденсаторы (14, 15) к входным выводам (4-1, 4-2) выпрямительного моста, при этом третий вывод (3) трехфазного источника переменного тока соединен с третьим входным выводом (4-3) выпрямительного моста непосредственно. В качестве выпрямительных элементов-вентилей, то есть приборов односторонней проводимости могут быть использованы полупроводниковые, электровакуумные, ртутные и иные как неуправляемые, так и управляемые приборы и устройства.The goal in the device according to claim 2 of the invention (the circuit of figure 1) is achieved by the fact that the device for charging a storage capacitor containing a three-phase three-wire AC source with three linear outputs (1, 2 and 3), a three-phase two-half-wave bridge rectifier ( 4), made on diodes (5-10) and formed by two groups of diodes, the anodes of three diodes (5, 6 and 7) of the first group of which form a negative output terminal (11), and their cathodes form three input terminals (4-1; 4-2 and 4-3) rectifier bridge, cathodes of three diodes (8, 9 and 10) the second group form a positive output terminal (12), the anodes of the diodes of the second group are connected to the input terminals (4-1, 4-2 and 4-3) of the rectifier bridge, the storage capacitor (13) is connected to the output terminals (11, 12) of the rectifier bridge . Two output terminals (1 and 2) of the AC source are connected through current-limiting metering capacitors (14, 15) to the input terminals (4-1, 4-2) of the rectifier bridge, while the third terminal (3) of the three-phase AC source is connected to the third input the output (4-3) of the rectifier bridge directly. As rectifier elements-valves, that is, devices of one-sided conductivity, semiconductor, electrovacuum, mercury and other uncontrolled and controlled devices and devices can be used.

Поставленная цель в устройстве по п.3 формулы изобретения (схема по фиг.2) достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный трехпроводной источник переменного тока с тремя линейными выводами (1, 2 и 3), трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель (4), выполненный на диодах (5-10) и образованный двумя группами диодов, аноды трех диодов (5, 6 и 7) первой группы которого образуют отрицательный выходной вывод (11), а их катоды - три входных вывода (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, катоды двух диодов (8 и 9) второй группы образуют положительный выходной вывод (12) выпрямительного моста, а их аноды соединены с входными выводами (4-1 и 4-2) выпрямительного моста, накопительный конденсатор (13) подключен к выходным выводам (11 и 12) выпрямительного моста. Два выходных вывода (1 и 2) источника переменного тока подключены через токоограничивающедозирующие конденсаторы (14 и 15) к входным выводам (4-1, 4-2) выпрямительного моста, а к третьему выводу (3) источника переменного тока третий токоограничивающедозирующий конденсатор (16) подключен выводом одной обкладки, при этом второй вывод третьего токоограничивающедозирующего конденсатора (16) подключен к положительному выводу (12) выпрямительного моста, а третий вывод (3) источника переменного тока - к третьему входному выводу (4-3) выпрямительного моста.The goal in the device according to claim 3 of the claims (the circuit of figure 2) is achieved by the fact that the device for charging the storage capacitor containing a three-phase three-wire AC source with three linear outputs (1, 2 and 3), a three-phase two-half-wave bridge rectifier ( 4), made on diodes (5-10) and formed by two groups of diodes, the anodes of three diodes (5, 6 and 7) of the first group of which form a negative output terminal (11), and their cathodes form three input terminals (4-1, 4-2 and 4-3) rectifier bridge, cathodes of two diodes (8 and 9) W These groups form a positive output terminal (12) of the rectifier bridge, and their anodes are connected to the input terminals (4-1 and 4-2) of the rectifier bridge, the storage capacitor (13) is connected to the output terminals (11 and 12) of the rectifier bridge. Two output terminals (1 and 2) of the AC source are connected via current-limiting metering capacitors (14 and 15) to the input terminals (4-1, 4-2) of the rectifier bridge, and a third current-limiting metering capacitor (16) to the third terminal (3) of the AC source ) is connected by the output of one cover, while the second output of the third current-limiting metering capacitor (16) is connected to the positive terminal (12) of the rectifier bridge, and the third terminal (3) of the AC source is connected to the third input terminal (4-3) of the rectifier bridge.

Поставленная цель в устройстве по п.4 формулы изобретения (схема по фиг.3) достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный трехпроводной источник переменного тока с тремя линейными выводами (1, 2 и 3), трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель (4), выполненный на диодах (5-10) и образованный двумя группами диодов, аноды трех диодов (5, 6 и 7) первой группы которого образуют отрицательный выходной вывод (11), а их катоды - три входных вывода (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, аноды диодов второй группы соединены с входными выводами (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, а катоды двух диодов (8 и 9) образуют положительный выходной вывод выпрямительного моста, накопительный конденсатор (13) подключен к выходным выводам (11 и 12) выпрямительного моста, два выходных вывода (1 и 2) источника переменного тока через первый и второй токоограничивающедизирующие конденсаторы (14 и 15) подключены к двум входным выводам (4-1 и 4-2) выпрямительного моста, а к третьему выводу (3) источника переменного тока третий токоораничивающедозирующий конденсатор (16) подключен выводом одной обкладки. При этом вторая обкладка третьего токоограничивающедозирующего конденсатора (16) подключена к положительному выходному выводу (12) выпрямительного моста, катод третьего диода (10) второй группы - к одному из входных выводов выпрямительного моста, а третий вывод (3) источника переменного тока - к третьему входному выводу (4-3) упомянутого моста.The goal in the device according to claim 4 of the claims (the circuit in figure 3) is achieved by the fact that the device for charging the storage capacitor, containing a three-phase three-wire AC source with three linear outputs (1, 2 and 3), a three-phase two-half-wave bridge rectifier ( 4), made on diodes (5-10) and formed by two groups of diodes, the anodes of three diodes (5, 6 and 7) of the first group of which form a negative output terminal (11), and their cathodes form three input terminals (4-1, 4-2 and 4-3) rectifier bridge, anodes of diodes of the second group connected to the input terminals (4-1, 4-2 and 4-3) of the rectifier bridge, and the cathodes of two diodes (8 and 9) form a positive output terminal of the rectifier bridge, the storage capacitor (13) is connected to the output terminals (11 and 12) the rectifier bridge, two output terminals (1 and 2) of the AC source through the first and second current-limiting isolating capacitors (14 and 15) are connected to the two input terminals (4-1 and 4-2) of the rectifier bridge, and to the third terminal (3) of the source AC third capacitor dosing capacitor (16) connected you Odom one plate. In this case, the second lining of the third current-limiting dosing capacitor (16) is connected to the positive output terminal (12) of the rectifier bridge, the cathode of the third diode (10) of the second group is connected to one of the input terminals of the rectifier bridge, and the third terminal (3) of the AC source is connected to the third input terminal (4-3) of said bridge.

Поставленная цель в устройстве по п.5 формулы изобретения (схема по фиг.4) достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный трехпроводной источник переменного тока с тремя линейными выводами (1, 2 и 3), трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель (4), выполненный на диодах (5-10) и образованный двумя группами диодов, каждая из которых содержит по три диода, аноды первого и второго диодов (5 и 6) первой группы которого образуют отрицательный выходной вывод (11) выпрямительного моста, катоды второго и третьего диодов (9 и 10) второй группы образуют положительный выходной вывод (12) выпрямительного моста, аноды трех диодов (8, 9 и 10) второй группы образуют три входных вывода (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, а к его выходным выводам (11 и 12) подключен накопительный конденсатор (13), первый и третий выводы (1 и 3) источника переменного тока, через первый и третий токоограничивающедозирующие конденсаторы (14 и 16) подключены к первому и третьему входным выводам (4-1 и 4-3) выпрямительного моста, причем оно дополнительно снабжено одним диодом (17) и одним токоограничивающедозирующим конденсатором (18), при этом первый входной вывод (4-1) выпрямительного моста через второй токоограничивающедозирующий конденсатор (15) подключен к положительному выходному выводу выпрямительного моста, который через дополнительный диод (17) подключен к положительному выводу накопительного конденсатора, катод первого диода (8) второй группы подключен к аноду третьего диода (7) первой группы и ко вторым входному выводу (4-2) выпрямительного моста и выходному выводу (2) источника переменного тока, катоды первого (5) и третьего (7) диодов первой группы подключены к третьему входному выводу (4-3) выпрямительного моста, катод второго диода (6) первой группы - ко второму входному выводу (4-2) выпрямительного моста, третий входной вывод (4-3) выпрямительного моста через дополнительный токоограничивающедозирующий конденсатор (18) подключен к отрицательному выходному выводу (11) выпрямительного моста.The goal in the device according to claim 5 of the claims (the scheme of figure 4) is achieved by the fact that the device for charging the storage capacitor, comprising a three-phase three-wire AC source with three linear outputs (1, 2 and 3), a three-phase two-half-wave bridge rectifier ( 4), made on diodes (5-10) and formed by two groups of diodes, each of which contains three diodes, the anodes of the first and second diodes (5 and 6) of the first group of which form a negative output terminal (11) of the rectifier bridge, the cathodes of the second and the third diodes (9 and 10) of the second group form a positive output terminal (12) of the rectifier bridge, the anodes of the three diodes (8, 9 and 10) of the second group form three input terminals (4-1, 4-2 and 4-3) of the rectifier bridge and a storage capacitor (13) is connected to its output terminals (11 and 12), the first and third terminals (1 and 3) of the AC source, through the first and third current-limiting metering capacitors (14 and 16) are connected to the first and third input terminals ( 4-1 and 4-3) of the rectifier bridge, and it is additionally equipped with one diode (17) and one current bounded by a metering capacitor (18), while the first input terminal (4-1) of the rectifier bridge is connected through the second current-limiting metering capacitor (15) to the positive output terminal of the rectifier bridge, which is connected through the additional diode (17) to the positive terminal of the storage capacitor, the cathode of the first diode (8) the second group is connected to the anode of the third diode (7) of the first group and to the second input terminal (4-2) of the rectifier bridge and the output terminal (2) of the AC source, the cathodes of the first (5) and third (7) the diodes of the first group are connected to the third input terminal (4-3) of the rectifier bridge, the cathode of the second diode (6) of the first group is connected to the second input terminal (4-2) of the rectifier bridge, the third input terminal (4-3) of the rectifier bridge through an additional current-limiting metering capacitor (18) is connected to the negative output terminal (11) of the rectifier bridge.

Поставленная цель в устройстве по п.6 формулы изобретения (схема по фиг.5) достигается тем, что устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный трехпроводной источник переменного тока с тремя линейными выводами (1, 2 и 3), трехфазный двухполупериодной мостовой выпрямитель (4), выполненный на диодах (5-10), образованный двумя группами диодов, каждая из которых содержит по три диода, аноды трех диодов (5, 6 и 7) первой группы которого образуют отрицательный выходной вывод (11) выпрямительного моста, а их катоды - три входных вывода (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, катоды первого и третьего диодов (8 и 10) второй группы выпрямительного моста образуют его положительный выходной вывод (12), аноды диодов этой группы соединены с соответствующими входными выводами (4-1, 4-2 и 4-3) выпрямительного моста, первый и третий выходные выводы (1 и 3) источника переменного тока через первый и третий токоограничивающедозирующие конденсаторы (14 и 16) подключены к первому и третьему входному выводу (4-1 и 4-3) выпрямительного моста, а второй токоограничивающедозирующий конденсатор (15) одним своим выводом - ко второму выходному выводу (2) источника переменного тока, при этом накопительный конденсатор (13) соединен с положительным и отрицательным выходными выводами (11, 12) выпрямительного моста, дополнительно снабжено диодом (17), анод которого подключен к третьему входному выводу (4-3) выпрямительного моста, а катод - ко второму (4-2), катод второго диода (9) второй группы подключен к первому входному выводу (4-1) выпрямительного моста, второй вывод второго токоограничивающедозирующего конденсатора (15) - к положительному выводу (12) выпрямительного моста, а второй выходной вывод (2) источника переменного тока - ко второму входному выводу (4-2) упомянутого моста.The goal in the device according to claim 6 of the claims (the circuit of figure 5) is achieved by the fact that the device for charging the storage capacitor containing a three-phase three-wire AC source with three linear outputs (1, 2 and 3), a three-phase two-half-wave bridge rectifier ( 4), made on diodes (5-10), formed by two groups of diodes, each of which contains three diodes, the anodes of three diodes (5, 6 and 7) of the first group of which form a negative output terminal (11) of the rectifier bridge, and their cathodes - three input outputs yes (4-1, 4-2 and 4-3) of the rectifier bridge, the cathodes of the first and third diodes (8 and 10) of the second group of the rectifier bridge form its positive output terminal (12), the anodes of the diodes of this group are connected to the corresponding input terminals ( 4-1, 4-2 and 4-3) of the rectifier bridge, the first and third output terminals (1 and 3) of the AC source through the first and third current-limiting metering capacitors (14 and 16) are connected to the first and third input terminal (4-1 and 4-3) a rectifier bridge, and the second current-limiting metering capacitor (15) one of its own output - to the second output terminal (2) of the AC source, while the storage capacitor (13) is connected to the positive and negative output terminals (11, 12) of the rectifier bridge, additionally equipped with a diode (17), the anode of which is connected to the third input terminal ( 4-3) of the rectifier bridge, and the cathode to the second (4-2), the cathode of the second diode (9) of the second group is connected to the first input terminal (4-1) of the rectifier bridge, the second output of the second current-limiting dosing capacitor (15) to the positive terminal (12) is rectifying th bridge, and the second output terminal (2) of the AC source to the second input terminal (4-2) of the bridge.

Прежде чем рассматривать работу УЗ НК с ТДК, необходимо отметить, что оно из-за наличия диодов (вольтамперная характеристика которых существенно нелинейная) относится к так называемым параметрическим, существенно нелинейным и с многократной реконфигурацией цепей, причем параметрическая реконфигурация в нем определяется соотношением напряжений ТИПТ - ТДК - НК, где последнее непрерывно увеличивается в каждом полупериоде изменения тока источника.Before examining the operation of US NC with TDC, it should be noted that it, due to the presence of diodes (the current-voltage characteristic of which is substantially non-linear), refers to the so-called parametric, substantially non-linear and with multiple reconfiguration of the circuits, and the parametric reconfiguration in it is determined by the TIPT voltage ratio - TDK - NK, where the latter is continuously increasing in each half-cycle of the source current.

Кроме того, рассмотрение процессов в УЗ НК удобнее вести, используя относительные значения зарядных напряжения

и тока

.In addition, it is more convenient to consider processes in ultrasonic testing using relative values of charging voltage

and current

.

При передаче энергии ТИПТ в НК ток в каждой линии источника, подключаемой поочередно к НК через выпрямитель, пропорционален разности напряжений соответствующей линии и НК и обратно пропорционален емкостному сопротивлению ТДК, включенных в линию. Этот ток имеет наибольшее значение (принимаемое за базу) в режиме короткого замыкания выхода УЗ НК.When TIPT energy is transferred to the NC, the current in each source line connected alternately to the NC through the rectifier is proportional to the voltage difference between the corresponding line and the NC and inversely proportional to the capacitive resistance of the TDC included in the line. This current has the greatest value (taken as the base) in the short-circuit mode of the output of the US NC.

Реализацию способа заряда ЕН согласно п.1 формулы изобретения целесообразно рассмотреть при работе УЗ, выполненного по схеме фиг.1 (по п.2 формулы изобретения).The implementation of the method of charging the EN according to claim 1 of the claims, it is advisable to consider when working with ultrasound, made according to the scheme of figure 1 (according to claim 2 of the claims).

Рассматривая работу энергосберегающего УЗ НК по схеме фиг.1 отметим, что т.к. токи и напряжения ТИПТ сдвинуты пофазно на 120 эл.град., процессы в этом зарядном устройстве с трехфазным источником и выпрямителем протекают по 6 каналам и также сдвинуты по фазе относительно друг друга. На фиг.6 приведены временные диаграммы фазных напряжений ТИПТ (U₁; U₂ u U₃). Условно можно положить, что подключение НК на заряд происходит в момент времени, когда ωf=30 эл.град. (фиг.6). Кроме того, будем полагать, что в момент включения конденсаторы 14 и 15 были заряжены до амплитудных значений линейных напряжений ТИПТ (полярность напряжения на их обкладках указана на фиг.1 знаками «+» и «-»).Considering the work of energy-saving ultrasonic testing according to the scheme of figure 1, we note that since TIPT currents and voltages are phase-shifted by 120 degrees, the processes in this charger with a three-phase source and rectifier flow through 6 channels and are also phase shifted relative to each other. Figure 6 shows the timing diagram of the phase voltage TIPT (U ₁ ; U ₂ u U ₃ ). Conditionally, we can assume that the connection of the NK to the charge occurs at a time when ωf = 30 electric degrees. (Fig.6). In addition, we will assume that at the moment of switching on, the capacitors 14 and 15 were charged to the amplitude values of the linear TIPT voltages (the voltage polarity on their plates is indicated in Fig. 1 by the signs “+” and “-”).

Максимальная величина напряжения на этих конденсаторах может достигать амплитудного значения линейного напряжения ТИПТ. Это может быть тогда, когда выход УЗ находится в режиме короткого замыкания. В таком режиме оно находится, например, в момент включения разряженного НК. В дальнейшем, по мере заряда НК, напряжения на них (этих ТДК) будет уменьшаться, так как оно определяется разностью амплитуды линейного напряжения ТИПТ и напряжения на НК.The maximum voltage on these capacitors can reach the amplitude value of the linear voltage TIPT. This can be when the ultrasonic output is in short circuit mode. In this mode, it is, for example, at the moment of switching on the discharged NK. In the future, as the NC charges, the voltage on them (these TDKs) will decrease, since it is determined by the difference in the amplitude of the linear TIPT voltage and the voltage on the NC.

Под действием линейных напряжений ТИПТ токи заряда НК будут проходить по электрическим цепям упомянутых выше шести каналов в следующей последовательности (в порядке нумерации каналов).Under the influence of linear TIPT voltages, NK charge currents will pass through the electric circuits of the above six channels in the following sequence (in the order of channel numbering).

1. На интервале 30-90 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 1 и 2 (фиг.6) ток будет протекать по цепи (фиг.1): 1-14-8-12-13-11-6-15-2-1. Зарядное напряжение (U_З), действующее в этой цепи, будет определяться соотношением: U_З=U_1-2+U₁₄-U₁₃-U₁₅, где U_1-2 - линейные напряжения фаз 1 и 2, a U₁₃, U₁₄ и U₁₅ - напряжения на соответствующих элементах электрической схемы (фиг.1).1. In the range of 30-90 el. under the action of the linear voltage of phases 1 and 2 (Fig.6), the current will flow through the circuit (Fig.1): 1-14-8-12-13-11-6-15-2-1. The charging voltage (U _Z), acting in this circuit will be determined by the relation: U _H = U _1-2 + U ₁₄ -U ₁₃ -U _15, wherein U _1-2 - linear phase voltages 1 and 2, a U _13, U ₁₄ and U ₁₅ - voltage on the corresponding elements of the electrical circuit (figure 1).

2. На интервале 90-150 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 1 и 3 ток будет проходить по цепи: 1-14-8-12-13-11-7-3-1, при этом U_З= U_1-3+U₁₄-U₁₃.2. In the range of 90-150 el. Under the action of the linear voltage of phases 1 and 3, the current will pass through the circuit: 1-14-8-12-13-11-11-7-3-1, with U _З = U _1-3 + U ₁₄ -U ₁₃ .

3. На интервале 150-210 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 2 и 3 ток будет проходить по цепи: 2-15-9-12-13-11-7-3-2, при этом U_З=U_2-3+U₁₅-U₁₃.3. In the range of 150-210 el. Under the action of the linear voltage of phases 2 and 3, the current will pass through the circuit: 2-15-9-12-13-11-11-7-3-2, while U _З = U _2-3 + U ₁₅ -U ₁₃ .

4. На интервале 210-270 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 2 и 1 ток будет проходить по цепи: 2-15-9-12-13-11-5-14-1-2, при этом U_З=U_2-1+U₁₅-U₁₃+U₁₄.4. In the interval 210-270 el.grad. Under the action of the linear voltage of phases 2 and 1, the current will pass through the circuit: 2-15-9-12-13-11-5-14-1-2, while U _З = U _2-1 + U ₁₅ -U ₁₃ + U ₁₄ .

5. На интервале 270-330 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 3 и 1 ток будет проходить по цепи: 3-10-12-13-11-5-14-1-3, при этом U_З= U_3-1-U₁₃+U₁₄.5. In the range of 270-330 el. under the action of the linear voltage of phases 3 and 1, the current will pass through the circuit: 3-10-12-13-11-5-14-1-3, while U _З = U _3-1 -U ₁₃ + U ₁₄ .

6. На интервале 330-390 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 3 и 2 ток будет проходить по цепи: 3-10-12-13-11-6-15-2-3, при этом U_З=U_3-2-U₁₃+U₁₅.6. In the range of 330-390 el. Under the action of the linear voltage of phases 3 and 2, the current will pass through the circuit: 3-10-12-13-11-6-15-15-2-3, while U _З = U _3-2 -U ₁₃ + U ₁₅ .

Далее все процессы повторяются циклически, в результате этого НК заряжается до напряжения, равного 2U_тф.Further, all processes are repeated cyclically, as a result of this, the NK is charged to a voltage equal to 2U _TF .

В рассмотренном УЗ энергию ТИПТ дозируют двумя ТДК (14 и 15), которые запасают избыточную энергию источника в одном такте (полупериоде) изменения тока источника и затем передают ее в последующие такты (полупериоды) в НК, при этом ток линии 1-2 ограничивают двумя (парой) ТДК, а токи линий 1-3 и 2-3 ограничивают одним из конденсаторов этой пары (14 и 15 соответственно).In the considered ultrasound, the energy of the TIPT is dosed by two TDCs (14 and 15), which store the excess energy of the source in one cycle (half-period) of the change in the source current and then transfer it to subsequent cycles (half-periods) in the NC, while line current 1-2 is limited to two (pair) TDC, and the currents of lines 1-3 and 2-3 are limited to one of the capacitors of this pair (14 and 15, respectively).

Исследованиями процессов в таком УЗ, выполненными в ВКА им А.Ф.Можайского (г.Санкт-Петербург), установлено, что его внешняя статическая характеристика также имеет линейный характер, а уменьшение вдвое сопротивления ТДК в четырех из шести каналов передачи энергии источника в накопитель, упрощая схему УЗ и уменьшая на 1/3 массу его ТДК, приводит к увеличению в 1,9 раза значения начального тока заряда НК и повышает зарядное напряжение от амплитуды линейного до удвоенной амплитуды фазового, т.е. примерно на 15,5%.Investigations of the processes in such an ultrasound scan carried out in the AFA named after A.F. Mozhaysky (St. Petersburg) showed that its external static characteristic is also linear in nature, and that the resistance of the TDC is halved in four of the six channels for transmitting the source energy to the storage ring simplifying the ultrasonic circuit and decreasing the mass of its TDK by 1/3, it leads to a 1.9-fold increase in the value of the initial charge current of the NK and increases the charging voltage from the linear amplitude to twice the phase amplitude, i.e. about 15.5%.

Таким образом, в течение периода в НК будут поступать 6 зарядных импульсов, из них по каналам 1 и 4 поступают импульсы тока, формируемые с помощью пары ТДК напряжением, не превосходящим U_тл. По каналам 2, 3, 5 и 6 в НК передаются импульсы тока, формируемые с помощью одного из пары ТДК под действием линейного напряжения ТИПТ и напряжения на одном из ТДК, поэтому скорость заряда НК по сравнению с каналами 1 и 4 будет выше. Когда напряжение на НК достигнет U_тл, заряд НК по каналам 1 и 4 прекратится, а по каналам 2, 3, 5 и 6 будет продолжаться до более высокого напряжения, так как напряжение ТДК будет суммироваться с линейным напряжением источника. Однако по мере заряда НК напряжение на ТДК убывает и скорость заряда уменьшается, при этом НК заряжается до напряжения, равного 2U_тф, где U_тф- амплитуда фазного напряжения ТИПТ. Это означает, что энергия, запасаемая в НК, будет на 33% больше по сравнению с прототипом при одновременном уменьшении массы ТДК на 33% и увеличении скорости заряда. Следовательно, соединение в устройстве для заряда НК третьего вывода трехфазного источника переменного тока с третьим входным выводом выпрямительного моста непосредственно приводит практически к удвоению начального значения тока заряда и к увеличению энергии, запасаемой в НК, на 33%, а также к сокращению массы ТДК на 1/3, что значительно улучшает удельные энергетические характеристики этого устройства.Thus, during the period, 6 charging pulses will arrive in the NC, of which current pulses are generated through channels 1 and 4, which are formed using a pair of TDCs with a voltage not exceeding U _t . Channels 2, 3, 5, and 6 transmit current pulses generated by one of the TDC pairs under the influence of the linear TIPT voltage and voltage on one of the TDCs to the NK; therefore, the charge rate of the NK will be higher compared to channels 1 and 4. When the voltage on the NK reaches U _t , the charge of the NK on channels 1 and 4 will stop, and on channels 2, 3, 5 and 6 will continue to a higher voltage, since the voltage of the TDK will be summed with the linear voltage of the source. However, as the SC charges, the voltage on the TDC decreases and the charge rate decreases, while the SC charges up to a voltage of 2U _TF , where U _TF is the amplitude of the phase voltage of the TIPT. This means that the energy stored in the NK will be 33% more compared to the prototype while reducing the mass of the TDK by 33% and increasing the charge speed. Therefore, the connection in the device for charging the NK of the third output of a three-phase AC source with the third input terminal of the rectifier bridge directly leads to almost doubling the initial value of the charge current and to increasing the energy stored in the NK by 33%, as well as reducing the mass of the TDK by 1 / 3, which significantly improves the specific energy characteristics of this device.

В устройстве по схеме фиг.2 на процессы, протекающие на 4 интервалах (каналы 1-4), будут дополнительно накладываться 4 процесса, связанных с зарядом ТДК 16 под действием линейных напряжений U_1-3 и U_2-3. Процессы в каналах 5 и 6, протекавшие в устройстве по фиг.1, видоизменяются в связи с образованием двух дополнительных электрических цепей для разряда ТДК 16 на накопительный конденсатор.In the device according to the scheme of FIG. 2, 4 processes associated with the charge of the TDK 16 under the action of linear voltages U _1-3 and U _2-3 will be additionally superimposed on processes occurring at 4 intervals (channels 1-4). The processes in channels 5 and 6, which took place in the device of FIG. 1, are modified in connection with the formation of two additional electric circuits for discharging the TDK 16 to the storage capacitor.

На интервале 30-150 эл.град. будет происходить заряд ТДК 16 под действием линейного напряжения U_1-3 по цепи: 1-14-8-16-3-1, а на интервале 150-270 эл.град. заряд ТДК 16 будет происходить под действием линейного напряжения U_2-3 по цепи: 2-15-9-16-3-2. На интервале 270-330 эл.град. под действием линейного напряжения U_3-1, напряжения ТДК 14 и напряжения ТДК 16 будет происходить заряд НК 13 по цепи: 3-16-12-13-11-5-14-1-3, а на интервале 330-390 эл.град. под действием линейного напряжения U_3-2, напряжения ТДК 15 и напряжения ТДК 16 будет продолжаться заряд НК 13, но по цепи: 3-16-12-13-11-6-15-2-3. В результате протекания указанных процессов НК постепенно зарядится до напряжения, равного 3U_тф, то есть напряжение на НК будет больше, чем у прототипа, на 73%, что обеспечивает увеличение втрое энергии, запасенной в НК, без увеличения массогабаритных показателей относительно прототипа. Это обеспечивает значительное улучшение удельных энергетических характеристик УЗ НК.In the range of 30-150 el. the charge of the TDK 16 will occur under the action of a linear voltage U _1-3 along the circuit: 1-14-8-16-3-1, and in the range of 150-270 electric degrees. the charge of the TDK 16 will occur under the action of a linear voltage U _2-3 along the circuit: 2-15-9-16-3-2. In the range of 270-330 el. under the action of a linear voltage U _3-1 , voltage TDK 14 and voltage TDK 16 there will be a charge of NK 13 in the circuit: 3-16-12-13-11-5-14-1-3, and in the range of 330-390 e. hail. under the action of a linear voltage U _3-2 , voltage TDK 15 and voltage TDK 16, the charge of NK 13 will continue, but along the circuit: 3-16-12-13-11-6-15-2-3. As a result of these processes, the NK is gradually charged to a voltage equal to 3U _TF , that is, the voltage on the NK will be greater than that of the prototype by 73%, which provides a triple increase in the energy stored in the NK without increasing the overall dimensions relative to the prototype. This provides a significant improvement in the specific energy characteristics of ultrasonic scanning.

Включение третьего ТДК (16) в одно из плеч трехфазного выпрямительного моста (взамен диода), упрощая схему УЗ, реализует рассмотренный выше способ заряда, но ток короткого замыкания на выходе устройства при этом уменьшается примерно в 3 раза, однако появление двух дополнительных каналов канализации энергии источника приводит к увеличению зарядного напряжения НК.The inclusion of the third TDK (16) in one of the arms of a three-phase rectifier bridge (instead of a diode), simplifying the ultrasound circuit, implements the charging method discussed above, but the short circuit current at the device output decreases by about 3 times, however, the appearance of two additional energy drainage channels source leads to an increase in the charging voltage of the NK.

Рассмотренное перераспределение потоков передачи энергии ТИПТ в ТДК и НК позволяет (несколько уменьшив начальное значение тока заряда накопителя) без увеличения массы и габаритов УЗ (и даже сократив количество вентилей в выпрямителе с 6 до 5) повысить в

раз величину зарядного напряжения, а также и скорость передачи энергии в накопитель и утроить значение энергии в нем.The considered redistribution of the TIPT energy transfer fluxes in the TDK and NK allows (by slightly decreasing the initial value of the drive charge current) without increasing the mass and dimensions of the ultrasound (and even reducing the number of valves in the rectifier from 6 to 5) to increase

times the magnitude of the charging voltage, as well as the rate of energy transfer to the drive and triple the value of energy in it.

Анализируя работу энергосберегающего УЗ НК, по схеме фиг.3 отметим, что процессы в зарядном устройстве также целесообразно рассмотреть поэтапно: на ранее рассмотренных шести интервалах. Будем также считать, что подключение НК на заряд произошло в момент времени, когда ωt=30 эл.град., а конденсаторы 14 и 15 были заряжены до амплитудных значений линейных напряжений ТИПТ (полярность напряжения на них указана на фиг.3).Analyzing the work of energy-saving ultrasonic testing of the NK, according to the scheme of Fig. 3, we note that it is also advisable to consider the processes in the charger in stages: at the previously considered six intervals. We will also assume that the connection of the NK to the charge occurred at a time when ωt = 30 electric degrees, and the capacitors 14 and 15 were charged to the amplitude values of the linear TIPT voltages (the voltage polarity is indicated in them in Fig. 3).

На интервале 30-90 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 1 и 2 (U_1-2) будут протекать два процесса: заряд НК 13 по цепи: 1-14-8-12-13-11-6-15-2-1 и заряд ТДК 16 по цепи: 1-14-8-16-10-15-2-1. При этом, так как напряжения ТДК 14 и 15 действуют встречно, процессы будут происходить под действием линейного напряжения U_1-2 и ТДК 14 будет перезаряжаться, а ТДК 15 заряжаться, и его полярность останется без изменения, ТДК зарядится до U_лт.In the range of 30-90 el. Under the action of the linear voltage of phases 1 and 2 (U _1-2 ), two processes will occur: the charge of the NK 13 in the circuit: 1-14-8-12-13-11-6-15-2-1 and the charge of the TDK 16 in the circuit : 1-14-8-16-10-15-2-1. In this case, since the voltages of the TDK 14 and 15 act in opposite directions, the processes will occur under the action of the line voltage U _1-2 and the TDK 14 will be recharged, and the TDK 15 will be charged, and its polarity will remain unchanged, the TDK will be charged to U _lt .

На интервале 90-150 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 1-3 (U_1-3) будет продолжаться заряд НК 13 по цепи: 1-14-8-12-13-11-73-1, а также заряд ТДК 16 по цепи: 1-14-16-3-1.In the range of 90-150 el. under the action of the linear voltage of phases 1-3 (U _1-3 ), the charge of NK 13 will continue along the chain: 1-14-8-12-13-11-11-73-1, as well as the charge of the TDK 16 along the chain: 1-14- 16-3-1.

На интервале 150-210 эл.град. процессы будут протекать под действием линейного напряжения фаз 2-3 (U_2-3), и ток заряда НК 13 будет протекать по цепи: 2-15-9-12-13-11-7-3-2. Зарядный импульс тока будет формироваться под действием линейного напряжения U_2-3 и напряжения ТДК 15, действующих согласно. Максимальное значение напряжения на ТДК 15 равно U_лт. Кроме того, по цепи: 2-15-9-16-3-2 будет происходить дозаряд ТДК 16, который свою энергию отдает в НК 13.In the range of 150-210 el. the processes will proceed under the action of a linear voltage of phases 2-3 (U _2-3 ), and the charge current of NK 13 will flow along the circuit: 2-15-9-12-13-11-7-3-2. The charging current pulse will be formed under the action of the linear voltage U _2-3 and voltage TDK 15, acting according to. The maximum voltage value on the TDK 15 is U _lt . In addition, along the chain: 2-15-9-16-3-2, TDK 16 will be recharged, which gives its energy to NK 13.

На интервале 210-270 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 2 и 1 (U_1-2) ток заряда НК будет протекать по цепи: 2-15-9-12-13-11-5-141-2, где действует напряжение U_1-2 и напряжения на ТДК 15 и 14.In the interval 210-270 el.grad. under the action of the linear voltage of phases 2 and 1 (U _1-2 ), the NK charge current will flow along the circuit: 2-15-9-12-13-11-5-141-2, where the voltage U _1-2 and the voltage TDK 15 and 14.

На интервале 270-330 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 3 и 1 (U_3-1) и напряжения ТДК 16 ток заряда НК будет протекать по цепи: 3-16-12-13-11-5-14-1-3, а после разряда ТДК 16 ток заряда НК может протекать по цепи: 3-10-9-12-13-11-5-14-1-3. При этом ТДК 16 в процессе разряда перезаряжаться не будет, так как он шунтируется в этом случае диодами 9 и 10. На этом интервале зарядный импульс формируется под действием трех напряжений: U_3-1+U₁₆-U₁₄, а максимальная величина этих напряжений достигает значения 2U_тл.In the range of 270-330 el. under the action of the linear voltage of phases 3 and 1 (U _3-1 ) and voltage of the TDK 16, the NK charge current will flow through the circuit: 3-16-12-13-11-5-14-1-3, and after the discharge of the TDK 16, the current NK charge can flow along the chain: 3-10-9-12-13-11-5-14-1-3. Thus TBC 16 during the discharge would not be recharged, as it is shunted in this case the diodes 9 and 10. In this range, a charging pulse is generated by the action of the three voltages: U _3-1 + U ₁₆ -U _14, and the maximum value of these stresses reaches a value of 2U _t .

На интервале 330-390 эл.град. под действием линейного напряжения фаз 3 и 2 и напряжения ТДК 16 и 15 ток заряда НК будет протекать по цепи: 3-16-12-13-11-6-15-2-3. Кроме того, по цепи: 3-10-15-2-3 происходит заряд ТДК до амплитуды линейного напряжения U_3-2.In the range of 330-390 el. Under the action of the linear voltage of phases 3 and 2 and the voltage of the TDK 16 and 15, the charge current of the NK will flow through the circuit: 3-16-12-13-11-6-15-2-2-3. In addition, along the circuit: 3-10-15-2-3, the TDK is charged to the linear voltage amplitude U _3-2 .

Такое перераспределение потоков передачи энергии ТИПТ в ТДК и НК обеспечивает увеличение начального тока заряда накопителя примерно в 1,6 раза по сравнению с прототипом, имея тот же элементный состав (и соответственно ту же массу) и удвоение значения зарядного напряжения НК.Such a redistribution of TIPT energy transfer streams in the TDK and NK provides an increase in the initial charge current of the drive by about 1.6 times in comparison with the prototype, having the same elemental composition (and correspondingly the same mass) and doubling the value of the charging voltage of the NK.

Таким образом, из анализа работы УЗ НК по фиг.3 следует, что максимальная величина напряжения, до которой заряжается НК, равна 2U_тл, то есть напряжение на НК больше, чем у прототипа, в 2 раза. Это обеспечивает увеличение энергии, запасаемой в НК, в 4 раза, что позволяет значительно улучшить удельные энергетические характеристики УЗ НК.Thus, from the analysis of the operation of the ultrasonic NK in figure 3 it follows that the maximum voltage to which the NK is charged is 2U _T , that is, the voltage on the NK is 2 times greater than that of the prototype. This provides a 4-fold increase in the energy stored in the NC, which can significantly improve the specific energy characteristics of the US NC.

При рассмотрении работы устройства по фиг.4 будем считать, что включение УЗ на заряд НК также происходит в момент ωt=30 эл.град. (фиг.6), при этом ТДК уже имеют заряд, а полярность напряжения на их обкладках показана на фиг.4. Указанная полярность напряжения на обкладках следует из анализа процессов, происходящих в УЗ в течение одного периода изменения питающего напряжения ТИПТ после его включения. Тогда на интервале ωt=30-90 эл.град. процессы в УЗ будут происходить под действием линейного напряжения фаз 1 и 2 ТИПТ. При этом зарядный импульс тока ПК будет проходить по цепи: 1-14-15-12-17-13-11-6-2-1, то есть зарядный импульс тока будет формироваться суммой напряжений, действующих в этой цепи: U_1-2+U₁₄+U₁₅. Кроме того, в зависимости от разности потенциалов на аноде и катоде диода 7 может происходить заряд ТДК 16 по цепи: 6-7-16-3. На интервале 90-150 эл.град процессы в УЗ будут происходить под действием линейного напряжения фаз 1 и 3 ТИПТ. При этом зарядный импульс тока НК будет формироваться по цепи: 1-14-15-12-17-13-11-18-16-3-1, то есть зарядный импульс тока будет формироваться суммой напряжений, действующих в этой цепи: U_1-3-U₁₄-U₁₅+U₁₈+U₁₆. Кроме того, на этом же интервале по цепи: 1-14-8-7-16-3-1 будет протекать ток, заряжая конденсаторы 14 и 16 и подготавливая их к работе на других интервалах.When considering the operation of the device of Fig. 4, we assume that the inclusion of ultrasound on the NK charge also occurs at the time ωt = 30 el. (Fig.6), while the TDK already have a charge, and the polarity of the voltage on their plates is shown in Fig.4. The indicated voltage polarity on the plates follows from an analysis of the processes occurring in the ultrasound during one period of a change in the supply voltage of the TIPT after it is turned on. Then, in the interval ωt = 30-90 el. Degrees. processes in ultrasound will occur under the influence of the linear voltage of phases 1 and 2 TIPT. In this case, the charging current pulse of the PC will pass through the circuit: 1-14-15-12-17-13-13-11-6-2-1, that is, the charging current pulse will be formed by the sum of the voltages acting in this circuit: U _1-2 + U ₁₄ + U ₁₅ . In addition, depending on the potential difference at the anode and cathode of diode 7, a charge of TDC 16 may occur along the circuit: 6-7-16-3. On the interval 90-150 el. Grad, the processes in the ultrasound will occur under the influence of the linear voltage of phases 1 and 3 TIPT. In this case, the charging current pulse of the NK will be formed along the circuit: 1-14-15-12-17-13-11-11-18-16-3-1, that is, the charging current pulse will be formed by the sum of the voltages acting in this circuit: U _{1 -3} -U ₁₄ -U ₁₅ + U ₁₈ + U ₁₆ . In addition, at the same interval along the circuit: 1-14-8-7-16-3-1 a current will flow, charging capacitors 14 and 16 and preparing them for operation at other intervals.

На интервале 150-210 эл.град. под действием линейного напряжения U_2-3 и конденсатора ТДК 16 по цепи: 2-9-12-17-13-11-5-16 будет происходить заряд НК. Кроме того, ТДК 16, заряженный на предыдущем этапе до

, будет продолжать заряжаться до более высокого напряжения. На начальном этапе заряда НК он будет заряжаться до U_2-3-U_НК. По мере роста напряжения на НК напряжение заряда ТДК 16 будет уменьшаться.In the range of 150-210 el. under the action of the linear voltage U _2-3 and the TDK 16 capacitor along the circuit: 2-9-12-17-13-11-11-5-16, an NK charge will occur. In addition, TDK 16, charged in the previous step to

will continue to charge to a higher voltage. At the initial stage of the charge of the NK, it will be charged to U _2-3 -U _NK . As the voltage on the NK increases, the charge voltage of the TDK 16 will decrease.

На интервале 210-270 эл.град. под действием линейного напряжения U_2-1 ток проходит по цепи: 2-9-15-14-1-2. При этом конденсаторы перезарядятся и напряжение на каждом из их будет равно 0,5U_лт.In the interval 210-270 el.grad. under the action of a linear voltage U _{2-1, the} current passes through the circuit: 2-9-15-14-1-2. In this case, the capacitors charged and voltage of each of them is equal to _LTL 0,5U.

На интервале 270-330 эл.град. под действием линейного напряжения U_3-1 и ТДК 16 по цепи: 3-16-10-15-14-1-3 ток протекать не будет, так как сумма линейного напряжения U_3-1 и ТДК 16, напряжение на котором равно U_лт, будет больше суммы напряжений на ТДК 14 и 15, которая не превосходит U_лт и будет происходить перезаряд ТДК 14 и 15. Кроме этого, по цепи: 3-16-10-17-12-13-11-6-2-3 под действием линейного напряжения U_3-2 и напряжения ТДК 16 может происходить заряд НК. Кроме того, под действием этой же суммы напряжений по цепи: 3-16-18-6-2-3 может заряжаться ТДК 18. На интервале 330-390 эл.град., под действием линейного напряжения U_3-2 будет продолжаться заряд ТДК 18, а по цепи: 3-16-10-12-17-13-11-6-2-3 заряд НК. На этом интервале напряжения на ТДК 18 и НК будет одинаковым. Таким образом, к началу следующего цикла полярность напряжения на конденсаторах 14, 15, 16 и 18 будет соответствовать указанной на фиг.4 и соответствовать рассмотренному выше процессу. При этом НК за много периодов изменения напряжения ТИПТ «медленно» зарядится до напряжения, равного 6U_тф, что соответствует 3,464U_тл. Из анализа работы УЗ НК по фиг.4 следует, что напряжение на НК будет больше, чем в прототипе, в 3,464 раза. Это обеспечивает увеличение энергии, запасаемой в НК, в 12 раз.In the range of 270-330 el. under the action of the line voltage U _3-1 and TDK 16 along the circuit: 3-16-10-15-14-1-3, the current will not flow, since the sum of the line voltage U _3-1 and TDK 16, the voltage at which is U _lt , there will be more than the sum of voltages on TDK 14 and 15, which does not exceed U _lt and there will be a recharge of TDK 14 and 15. In addition, along the circuit: 3-16-10-17-12-13-11-6-2- 3, under the action of the linear voltage U _3-2 and the voltage of the TDK 16, an NK charge can occur. In addition, under the influence of the same sum of voltages along the circuit: 3-16-18-6-2-3 TDK 18 can be charged. In the range of 330-390 el. Degrees, under the influence of the linear voltage U _{3-2 the} TDK charge will continue 18, and along the chain: 3-16-10-12-17-13-11-6-2-3 the charge of the Tax Code. In this interval, the voltage across the TDK 18 and NK will be the same. Thus, by the beginning of the next cycle, the polarity of the voltage across the capacitors 14, 15, 16 and 18 will correspond to that indicated in FIG. 4 and correspond to the process discussed above. In this case, the Tax over many periods of change in voltage TTIP "slow" is charged to a voltage equal to 6U _Tp, which corresponds 3,464U _tesla. From the analysis of the operation of the ultrasonic NC in figure 4 it follows that the voltage on the NC will be greater than in the prototype, 3.464 times. This provides a 12-fold increase in the energy stored in NK.

Перераспределение каналов (потоков) канализации энергии источника в ТДК и НК приводит к уменьшению примерно на 23% начального значения тока заряда НК, что окупается более чем трехкратным увеличением конечного значения зарядного напряжения и приданием вольтамперной характеристике формы, близкой к гиперболической, обеспечивающей значительное постоянство скорости заряда НК. Это позволяет значительно улучшить удельные энергетические характеристики УЗ НК по п.5 формулы изобретения.The redistribution of channels (flows) of the channelization of the source energy in the TDK and NK leads to a decrease of about 23% in the initial value of the NK charge current, which pays off by more than threefold increase in the final value of the charging voltage and giving the current-voltage characteristic a shape close to hyperbolic, providing significant constancy of the charge speed NK. This allows to significantly improve the specific energy characteristics of ultrasonic testing according to claim 5 of the claims.

При рассмотрении процессов заряда в УЗ по фиг.5 будем считать, что включение на заряд также происходит в момент ωt=30 эл.град. (фиг.6). При этом ТДК заряжены, а полярность напряжения на его обкладках указана на схеме фиг.5. Тогда на интервале 30-90 эл.град. процессы в УЗ будут осуществляться под действием линейного напряжения фаз 1 и 2 ТИПТ. При этом под действуем линейного напряжения U_1-2 и ТДК 14 ток заряда НК будет протекать по цепи: 1-14-8-12-13-11-6-2-1. Одновременно по цепи: 1-14-8-15-2-1 будет происходить дозаряд ТДК 15. Максимальная величина напряжения на нем может достигать 2U_лт.When considering the processes of charge in the ultrasound according to figure 5, we assume that the inclusion on the charge also occurs at the time ωt = 30 el. (Fig.6). In this case, the TDCs are charged, and the polarity of the voltage on its plates is indicated in the diagram of FIG. 5. Then in the range of 30-90 el. processes in ultrasound will be carried out under the influence of the linear voltage of phases 1 and 2 TIPT. At the same time, under the linear voltage U _1-2 and TDK 14, the NK charge current will flow through the circuit: 1-14-8-12-13-11-6-2-1. At the same time along the circuit: 1-14-8-15-2-1 TDK 15 will be recharged. The maximum voltage on it can reach 2U _lt .

На интервале 90-150 эл.град. зарядные процессы будут осуществляться под действием линейного напряжения фаз 1 и 3 ТИПТ. При этом зарядный импульс тока будет проходить под действием линейного напряжения U_1-3 и напряжения ТДК 14 и 15 по цепи: 1-14-8-12-13-11-7-16-3-1.In the range of 90-150 el. Charging processes will be carried out under the influence of the linear voltage of phases 1 and 3 TIPT. In this case, the charging current pulse will pass under the action of the linear voltage U _1-3 and voltage TDK 14 and 15 along the circuit: 1-14-8-12-13-11-7-16-3-1.

На интервале 150-210 эл.град. зарядные процессы будут осуществляться под действием линейного напряжения фаз 2 и 3 ТИПТ. Зарядный импульс тока будет проходить под действием линейного напряжения U_2-3 и напряжения ТДК 15 и 16 по цепи: 2-15-12-13-11-7-16-3-2. Одновременно по цепи: 2-9-14-1-2 начнется процесс перезаряда ТДК 14.In the range of 150-210 el. Charging processes will be carried out under the influence of the linear voltage of phases 2 and 3 TIPT. The charging current pulse will pass under the action of the linear voltage U _2-3 and voltage TDK 15 and 16 along the circuit: 2-15-12-13-11-7-16-16-2. At the same time along the chain: 2-9-14-1-2, the process of recharging the TDK 14 will begin.

На интервале 210-270 эл.град. зарядные процессы будут осуществляться под действием линейного напряжения фаз 2 и 1 ТИПТ. Зарядный импульс тока будет проходить под действием линейного напряжения U_2-1 и ТДК 14 и 15 по цепи: 2-15-12-13-11-5-14-1-2. Кроме того, по цепи: 2-9-14-1-2 будет продолжаться заряд ТДК 14. Он будет заряжен до U_лт.In the interval 210-270 el.grad. Charging processes will be carried out under the influence of the linear voltage of phases 2 and 1 TIPT. The charging current pulse will pass under the action of the line voltage U _2-1 and TDK 14 and 15 along the circuit: 2-15-12-13-11-5-14-1-2. In addition, along the circuit: 2-9-14-1-2, the charge of the TDK 14 will continue. It will be charged to U _lt .

На интервале 270-330 эл.град. зарядные процессы будут протекать под действием линейного напряжения фаз 3 и 1. Зарядный импульс тока будет проходить по цепи: 3-16-10-12-13-11-5-14-1 под действием напряжений U_3-1 ТДК 16 и 14. Кроме того, по цепи: 3-16-17-9-14-1-3 будет происходить перезаряд ТДК 16 и дозаряд ТДК 14.In the range of 270-330 el. charging processes will take place under the influence of the line voltage phases 3 and 1. The charging current pulse will pass through the circuit: 3-16-10-12-13-11-5-14-1 under stresses U _3-1 TBC 16 and 14. In addition, along the chain: 3-16-17-9-14-1-3, TDK 16 will recharge and TDK 14 will recharge.

На интервале 330-390 эл.град. зарядные процессы будут протекать под действием линейного напряжения фаз 3 и 2 ТИПТ. Зарядный импульс тока будет проходить под действием напряжений U_3-2 и ТДК 16 и 14. Кроме того, по цепи: 3-16-10-15-2-3 будет происходить перезаряд ТДК 15, который продолжится и на следующем интервале, а ТДК 15 под действием напряжения U_1-2 и ТДК 14 может зарядиться до напряжения, равного 2U_лт. В результате за много периодов изменения напряжения ТИПТ, то есть в процессе медленного заряда, НК зарядится до напряжения, близкого к значению 4U_лт. Это означает, что зарядное напряжение УЗ по фиг.5 в 4 раза выше, чем у прототипа, а энергия, запасаемая в НК, в 16 раз.In the range of 330-390 el. Charging processes will occur under the influence of the linear voltage of phases 3 and 2 TIPT. The charging current pulse will pass under the action of voltages U _3-2 and TDK 16 and 14. In addition, along the circuit: 3-16-10-15-2-3 there will be a recharge of TDK 15, which will continue in the next interval, and TDK 15 under the action of voltage U _1-2 and TDK 14 can be charged to a voltage equal to 2U _lt . As a result, over many periods of change in the voltage of the TIPT, that is, in the process of a slow charge, the NK will be charged to a voltage close to 4U _lt . This means that the charging voltage of the ultrasound in FIG. 5 is 4 times higher than that of the prototype, and the energy stored in the SC is 16 times.

Рассмотренное перераспределение потоков (каналов) передачи энергии ТИПТ в ТДК и НК обусловливает увеличение конечного зарядного напряжения накопителя и начального зарядного тока. При этом начальный ток заряда НК превышает базовый ток в УЗ - прототипе более чем на 20%, а внешняя статическая характеристика устройства имеет вид кривой, близкой к гиперболе.The considered redistribution of flows (channels) of TIPT energy transfer to TDK and NK causes an increase in the final charging voltage of the drive and the initial charging current. Moreover, the initial charge current of the NC exceeds the base current in the ultrasonic prototype by more than 20%, and the external static characteristic of the device has the form of a curve close to a hyperbole.

Использование вариантов энергосберегающих устройств по схемам фиг.1-5 позволяет увеличить напряжения на НК до 2U_тф, 3U_тф, 2U_тл, 3,5U_тл, 4U_тл соответственно. Это обеспечивает увеличение энергии, запасаемой в НК, на 33, 300, 400, 1230 и 1600% соответственно при практически неизменной массе зарядных устройств, реализующих рассматриваемый способ.Using embodiments of energy saving devices according to schemes 1-5 can increase the voltage on the NC to _tf 2U, 3U _mf, 2U _aphid, 3,5U _aphid, 4U _aphid respectively. This provides an increase in the energy stored in the NK by 33, 300, 400, 1230 and 1600%, respectively, with a practically constant mass of chargers that implement the method in question.

В ЗУ по схемам фиг.1-5 токи каждой из двух линий ТИПТ ограничены одним из пары ТДК в соответствии с формулой изобретения. В результате этого могут быть образованы дополнительные цепи заряда ТДК - до более высоких напряжений, а также цепи для разряда этих ТДК, непосредственно на НК, минуя источник.In the memory according to the schemes of FIGS. 1-5, the currents of each of the two TIPT lines are limited to one of the pair of TDK in accordance with the claims. As a result of this, additional charge circuits of the TDC can be formed — up to higher voltages, as well as circuits for the discharge of these TDCs, directly to the NC, bypassing the source.

Рассмотренные схемотехнические УЗ НК, реализующие упомянутый способ заряда накопителей, преобразуя трехфазный мостовой выпрямитель в выпрямитель-умножитель напряжения, позволяют осуществлять бестрансформаторное повышение зарядного напряжения в 1,15-4 раза. Это, снижая требования к изоляции непосредственно ТИПТ, обеспечивает уменьшение массы самого источника и улучшает характеристики УЗ удельно.The considered circuitry ultrasonic testing of the NK, implementing the aforementioned method of charging drives, converting a three-phase bridge rectifier into a rectifier-voltage multiplier, allows for a transformerless increase in the charging voltage by 1.15-4 times. This, reducing the insulation requirements directly TIPT, provides a reduction in the mass of the source itself and improves the characteristics of ultrasound specific.

Новизна предложения не следует явным образом из известного уровня техники, обеспечивает изобретательский уровень данных изобретений, которые могут быть использованы, как отмечено выше, для «медленного» заряда НК генераторов мощных импульсов, применяемых для питания оптических квантовых генераторов, импульсных электрореактивных двигателей, устройств экспериментальной физики и т.п.The novelty of the proposal does not follow explicitly from the prior art, it provides an inventive step for these inventions that can be used, as noted above, for the “slow” charge of NK power pulse generators used to power optical quantum generators, pulsed electric reactive engines, and experimental physics devices etc.

Таким образом, в способе заряда емкостного накопителя электрической энергии, преимущественно накопительного конденсатора, от трехфазного источника переменного тока с использованием емкостного токоограничения и двухполупериодного выпрямления тока, заключающемся в том, что при передаче в емкостной накопитель энергии трехфазного источника переменного тока каждой его линией энергию дозируют токоограничивающедозирующими конденсаторами, которые запасают избыточную энергию трех фаз источника в одном полупериоде изменения его тока и передают ее в последующие полупериоды в емкостной накопитель, при этом ток одной из линий трехфазного источника переменного напряжения ограничивают парой конденсаторов, причем токи каждой из двух других линий трехфазного источника переменного тока ограничивают одним из пары токоограничивающедозирующих конденсаторов соответственно. При этом улучшаются технико-экономические показатели устройств заряда.Thus, in the method of charging a capacitive electric energy storage device, mainly a storage capacitor, from a three-phase AC source using capacitive current limitation and two-half-wave rectification of the current, when transferring a three-phase AC source of energy to the capacitive storage device, energy is metered by current-limiting metering each line of it capacitors that store the excess energy of the three phases of the source in one half-cycle of the change in its current and They transfer it in subsequent half-periods to a capacitive storage, while the current of one of the lines of a three-phase AC voltage source is limited by a pair of capacitors, and the currents of each of the other two lines of a three-phase AC source are limited to one of a pair of current-limiting metering capacitors, respectively. At the same time, the technical and economic indicators of charge devices are improved.

Следовательно, если в энергосберегающем устройстве для заряда накопительного конденсатора, содержащем трехфазный трехпроводной источник переменного тока с тремя линейными выходными выводами, трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с тремя входными выводами и двумя выходными выводами для подключения накопительного конденсатора, ток одной линии ТИПТ ограничивают парой ТДК, а токи каждой из двух других линий ограничивают одним из пары токоограничивающедозирующих кондесаторов и при этом образовать дополнительные цепи, то можно осуществить заряд НК до более высоких напряжений (2U_тф, 3U_тф, 2U_тл, 3,5U_тл, и 4U_тл), увеличить на 33; 300; 400 и 1600% соответственно энергию, запасаемую в НК и скорость ее передачи, как путем увеличения начального зарядного тока, так и конечного зарядного напряжения.Therefore, if in an energy-saving device for charging a storage capacitor containing a three-phase three-wire AC source with three linear output terminals, a three-phase two-half-wave bridge rectifier with three input terminals and two output terminals for connecting the storage capacitor, the current of one TIPT line is limited by a pair of TDCs, and the currents each of the other two lines is limited to one of a pair of current-limiting metering capacitors and at the same time form additional chains, then NK zhno carry charge to higher voltages (2U _tf, 3U _mf, 2U _aphid, 3,5U _aphid and 4U _aphid), increased by 33; 300; 400 and 1600%, respectively, the energy stored in the NK and the speed of its transfer, both by increasing the initial charging current and the final charging voltage.

Экспериментальное исследование макетов устройств для заряда емкостного накопителя электрической энергии, выполненных по схемам фиг.1-5, проведенные в лаборатории электроснабжения, подтвердили их хорошую работоспособность и реальность достижения цели изобретений по всем пунктам формулы изобретения.An experimental study of the models of devices for charging a capacitive electric energy storage device, performed according to the schemes of Figures 1-5, conducted in the power supply laboratory, confirmed their good performance and the reality of achieving the purpose of the invention in all claims.

Источники информацииInformation sources

1. Пентегов И.В. Основы теории зарядных цепей емкостных накопителей энергии, Киев, Наукова думка, 1982.1. Pentegov I.V. Fundamentals of the theory of charging circuits of capacitive energy storage, Kiev, Naukova dumka, 1982.

Claims

1. The method of charging a capacitive electric energy storage device, mainly a storage capacitor, from a three-phase AC source using capacitive current limitation and half-wave rectification of current, which consists in the fact that when transferring a three-phase AC source of energy to the capacitive storage device with each of its lines, the energy is dosed current limiting metering capacitors that store the excess energy of the three phases of the source in one half-cycle of the change in its current and transmit it to the the next half-periods to a capacitive storage, while the current of one of the lines of a three-phase AC source is limited by a pair of capacitors, characterized in that the currents of each of the other two lines of a three-phase AC source are alternately limited to one of the pair of the mentioned limiting-dosing capacitors, respectively.

2. A device for charging a storage capacitor, comprising a three-phase three-wire AC source with three linear outputs, a three-phase two-half-wave bridge rectifier, made on diodes and formed by two groups of diodes, the anodes of the three diodes of the first group of which form a negative output terminal, and their cathodes - three input the output of the rectifier bridge, the cathodes of the three diodes of the second group form a positive output terminal, the anodes of the diodes of the second group are connected to the input terminals of the rectifier hundred, a storage capacitor connected to the output terminals of a rectifying bridge, two output terminals of the AC-connected via tokoogranichivayusche dosing capacitors to the input terminals of the rectifier bridge, characterized in that the third terminal of three-phase AC source connected to a third input terminal of the rectifier bridge directly.

3. A device for charging a storage capacitor, comprising a three-phase three-wire AC source with three linear outputs, a three-phase two-half-wave bridge rectifier, made on diodes and formed by two groups of diodes, the anodes of the three diodes of the first group of which form a negative output terminal, and their cathodes - three input the output of the rectifier bridge, the cathodes of the two diodes of the second group form a positive output terminal of the rectifier bridge, and their anodes are connected to the input terminals of the rectifier of the bridge, the storage capacitor is connected to the output terminals of the rectifier bridge, the two output terminals of the AC source are connected through current-limiting-metering capacitors to the input terminals of the rectifier bridge, and the third current-limiting-metering capacitor is connected to the output of the alternating current source by the output of one lining, characterized in that the second terminal of the third current-limiting-metering capacitor is connected to the positive terminal of the rectifier bridge, and the third terminal of the source ka alternating current - to the third input terminal of the rectifier bridge.

4. A device for charging a storage capacitor, comprising a three-phase three-wire AC source with three linear outputs, a three-phase two-half-wave bridge rectifier, made on diodes and formed by two groups of diodes, the anodes of the three diodes of the first group of which form a negative output terminal, and their cathodes - three input the output of the rectifier bridge, the anodes of the diodes of the second group are connected to the input terminals of the rectifier bridge, and the cathodes of the two diodes form a positive output terminal the corresponding bridge, the storage capacitor is connected to the output terminals of the rectifier bridge, the two output terminals of the AC source through the first and second current-limiting-metering capacitors are connected to the two input terminals of the rectifier bridge, the third current-limiting-metering capacitor is connected to the output of one lining characterized in that the second lining of the third current-limiting dosing capacitor is connected to a positive output the output of the rectifier bridge, the cathode of the third diode of the second group to one of the input terminals of the rectifier terminals of the rectifier bridge, and the third output of the AC source to the third input terminal of the bridge.

5. A device for charging a storage capacitor, comprising a three-phase three-wire AC source with three linear outputs, a three-phase two-half-wave bridge rectifier, made on diodes and formed by two groups of diodes, each of which contains three diodes, the anodes of the first and second diodes of the first group of which form the negative output terminal of the rectifier bridge, the cathodes of the second and third diodes of the second group form a positive output terminal of the rectifier bridge, the anodes of three diodes the second group consists of three input terminals of the rectifier bridge, and a storage capacitor is connected to its output terminals, the first and third terminals of the AC source are connected to the first and third input terminals of the rectifier bridge through the first and third current-limiting-metering capacitors, characterized in that it is additionally equipped one diode and one current-limiting-metering capacitor, while the first input terminal of the rectifier bridge through the second current-limiting-metering capacitor connected to the positive output terminal of the rectifier bridge, which is connected through an additional diode to the positive terminal of the storage capacitor, the cathode of the first diode of the second group is connected to the anode of the third diode of the first group and to the second input terminal of the rectifier bridge and the output terminal of the AC source, the cathodes of the first and third diodes the first group are connected to the third input terminal of the rectifier bridge, the cathode of the second diode of the first group is connected to the second input terminal of the rectifier bridge, The input terminal of the rectifier bridge through an additional current-limiting-metering capacitor is connected to the negative output terminal of the rectifier bridge.

6. A device for charging a storage capacitor, comprising a three-phase three-wire AC source with three linear outputs, a three-phase two-half-wave bridge rectifier, made on diodes, formed by two groups of diodes, each of which contains three diodes, the anodes of three diodes of the first group of which form a negative output the output of the rectifier bridge, and their cathodes - three input terminals of the rectifier bridge, the cathodes of the first and third diodes of the second group of the rectifier bridge form its floor significant output terminal, the anodes of the diodes of this group are connected to the corresponding input terminals of the rectifier bridge, the first and third output terminals of the AC source through the first and third current-limiting-metering capacitors are connected to the first and third input terminal of the rectifier bridge, and the second current-limiting-metering capacitor is one of its output - to the second output terminal of the AC source, while the storage capacitor is connected to the positive and negative output terminal rectifier bridge, characterized in that it is additionally equipped with one diode, the anode of which is connected to the third input terminal of the rectifier bridge, and the cathode is connected to the second, the cathode of the second diode of the second group is connected to the first input terminal of the rectifier bridge, the second terminal of the second current-limiting-metering capacitor - to the positive output terminal of the rectifier bridge, and the second output terminal of the AC source to the second input terminal of said bridge.