RU2310981C1

RU2310981C1 - Device for charging accumulating capacitor

Info

Publication number: RU2310981C1
Application number: RU2006120207/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Константинович Быстров (RU); Владимир Константинович Быстров; Анатолий Григорьевич Николаев (RU); Анатолий Григорьевич Николаев; Роман Юрьевич Роменский (RU); Роман Юрьевич Роменский; Геннадий Александрович Лукашов (RU); Геннадий Александрович Лукашов
Original assignee: Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2007-11-20

Abstract

FIELD: electric engineering, possible use for "slow" charging of capacitive accumulators of electric energy from a source of alternating current of limited power over many periods of its voltage change.

SUBSTANCE: device contains three-phased four-wire alternating current source, rectifier-multiplier of voltage, composed of a three-phased rectifying bridge and three current limiting-dosing capacitors, coupling circuit of which allows increase of angular duration of current of alternating current source, faster charging of capacitive accumulators of electric energy without change of capacity of current limiting-dosing capacitors, i.e. improves technical and economical characteristics of device.

EFFECT: increased speed of energy transfers in capacitive accumulators of electric energy, improved specific power and mass-dimensional characteristics of device, increased coefficient of power usage of alternating current supply.

6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, касается вопросов "медленного" заряда емкостных накопителей электрической энергии от источника переменного тока (ИПТ) ограниченной мощности за много периодов изменения его напряжения. Эти накопители энергии широко используются для питания импульсных потребителей энергии: электрореактивных двигателей, ламп накачки оптических квантовых генераторов и других мощных потребителей энергии.The invention relates to electrical engineering, concerns the "slow" charge of capacitive electric energy storage from an alternating current source (IPT) of limited power over many periods of change in its voltage. These energy storage devices are widely used to power pulsed energy consumers: electro-jet engines, pump lamps of optical quantum generators and other powerful energy consumers.

Электрическая схема предлагаемого устройства изображена на фиг.1.The electrical circuit of the proposed device is shown in figure 1.

Известно устройство для заряда емкостного накопителя электрической энергии (ЕНЭЭ) от источника постоянного напряжения через токоограничивающий резистор, включенный с ним последовательно в цепь заряда между источником и накопителем по схеме фиг.2 [Л1, 15 с].A device for charging a capacitive electric energy storage device (UNEE) from a constant voltage source through a current-limiting resistor connected with it in series in the charge circuit between the source and the storage device according to the scheme of Fig. 2 [L1, 15 s].

Недостатками такого устройства являются крайне низкий коэффициент полезного действия (КПД), не превышающий 0,5, и низкие удельные электрические показатели. Это вызвано тем, что избыточная энергия источника частично гасится на балластном сопротивлении токоограничивающего резистора, что существенно их ухудшает.The disadvantages of such a device are the extremely low coefficient of performance (COP), not exceeding 0.5, and low specific electrical indicators. This is because the excess energy of the source is partially extinguished by the ballast resistance of the current-limiting resistor, which significantly worsens them.

Известны также устройства для так называемого "медленного" заряда ЕНЭЭ от ИПТ, - за много периодов изменения тока источника, - с выпрямлением тока, ограничение тока в которых осуществляют в цепи переменного тока за счет включенного реактивного сопротивления (фиг.3) [Л1, 58 с].Devices are also known for the so-called “slow” charge of a single UHEE from an IPT — for many periods of change in the source current — with rectification of the current, the current limiting of which is carried out in the alternating current circuit due to the switched reactance (Fig. 3) [L1, 58 from].

Недостатком такого устройства является пониженный коэффициент мощности ИПТ при индуктивном балласте, из-за отставания тока заряда от напряжения источника.The disadvantage of this device is the reduced power factor IPT with inductive ballast, due to the lag of the charge current from the voltage of the source.

В случае ограничения тока заряда ЕНЭЭ токоограничивающе-дозирующими конденсаторами (ТДК), КПД зарядного устройства возрастает до значений, близких к единице. Однако конденсатор, дифференцируя ток, укорачивает длительность зарядных импульсов тока, что также ухудшает энергетические характеристики зарядного устройства (ЗУ).In the case of limiting the charge current of the CEEE to current-limiting-metering capacitors (TDC), the efficiency of the charger increases to values close to unity. However, the capacitor, differentiating the current, shortens the duration of the charging current pulses, which also degrades the energy characteristics of the charger (charger).

Известно также устройство для заряда накопительного конденсатора (НК) от трехфазного ИПТ (фиг.4) с тремя включенными ТДК. Процессы в этом ЗУ описываются существенно нелинейными дифференциальными уравнениями и приближенный анализ процессов в подобном устройстве описан в литературе [1], где показано, что за период изменения тока ИПТ в нем формируется шесть импульсов тока заряда накопителя. В силу того, что пары ТДК в процессе ограничения тока источника и дозирования величины энергии, передаваемой в накопитель, включены последовательно друг с другом, эквивалентная емкость каждой пары вдвое меньше емкости собственно дозатора. По этой причине устройство заряда для увеличения скорости заряда накопителя требует соответствующего уменьшения емкостного сопротивления цепи с ТДК.A device is also known for charging a storage capacitor (NK) from a three-phase IPT (Fig. 4) with three TDCs turned on. The processes in this memory are described by essentially nonlinear differential equations and an approximate analysis of the processes in such a device is described in the literature [1], where it is shown that during the period of change in the IPT current, six pulses of the drive charge current are formed in it. Due to the fact that the TDC pairs in the process of limiting the source current and dosing the amount of energy transferred to the drive are connected in series with each other, the equivalent capacity of each pair is half the capacity of the dispenser itself. For this reason, the charge device to increase the charge speed of the drive requires a corresponding reduction in the capacitive resistance of the circuit with the TDC.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для заряда НК, (схема на фиг.5), содержащее трехфазный четырехпроводный источник переменного тока, обмотки которого образуют трехлучевую звезду с тремя выходными выводами (клеммами), а к нейтрале подключен один из выводов управляемого ключа двухсторонней проводимости, выпрямитель - умножитель напряжения, образованный трехфазным выпрямительным мостом и тремя ТДК, в котором два выходных вывода (клеммы) трехфазного выпрямительного моста через первый и второй ТДК подключены соответственно к двум выходным клеммам ИПТ, а к выходным выводам - НК, и блок контроля напряжения и управления ключом [Л2].The closest in technical essence to this invention is a device for charging NK, (diagram in figure 5), containing a three-phase four-wire source of alternating current, the windings of which form a three-beam star with three output terminals (terminals), and one of the terminals of the controlled two-way conductivity switch, a rectifier is a voltage multiplier formed by a three-phase rectifier bridge and three TDK, in which two output terminals (terminals) of a three-phase rectifier bridge through the first and second th TDK are connected respectively to the two output terminals of the IPT, and to the output terminals - NK, and the voltage monitoring and key control unit [L2].

За период изменения тока ИПТ в нем формируется, - со сдвигом по фазе, - шесть импульсов тока под действием линейного напряжения ИПТ, на которые со сдвигом по фазе накладываются еще три зарядных импульса НК, которые формируются под действием суммарного напряжения соответствующих фаз и ТДК. Кроме того, ИПТ формирует также три импульса тока для подзаряда ТДК.During the period of the IPT current change in it, six phase pulses are formed in it, with a phase shift, under the action of the linear IPT voltage, on which three more charging pulses of NK are superimposed with a phase shift, which are formed under the action of the total voltage of the corresponding phases and TDC. In addition, the IPT also generates three current pulses for recharging the TDK.

Таким образом, ИПТ за период изменения питающего напряжения формирует со сдвигом по фазе двенадцать импульсов тока, что характеризует равномерный отбор мощности от ИПТ и обеспечивает относительно высокий коэффициент использования мощности ИПТ.Thus, the IPT during the period of the change in the supply voltage generates twelve current pulses with a phase shift, which characterizes the uniform power take-off from the IPT and provides a relatively high power utilization factor of the IPT.

По мере заряда НК величина энергии, отдаваемая каждым зарядным импульсом в него, уменьшается. Когда напряжение НК достигнет амплитудного значения линейного напряжения U_mл, заряд НК импульсами линейного напряжения прекратится. На конечном этапе заряд НК осуществляется только тремя импульсами тока, которые формируются под действием суммарного напряжения фазы и соответствующего ТДК.As the NC charge increases, the amount of energy given by each charge pulse to it decreases. When the voltage of the NK reaches the amplitude value of the linear voltage U _ml , the charge of the NK pulses of the linear voltage will stop. At the final stage, the NC charge is carried out by only three current pulses, which are formed under the action of the total phase voltage and the corresponding TDK.

Рассмотренное устройство характеризуется недостаточно высокой скоростью передачи энергии в НК, а повышение скорости передачи энергии в таком устройстве возможно только за счет уменьшения сопротивления ТДК. Однако это ведет к необходимости увеличения емкости этих конденсаторов, а следовательно - к увеличению массо-габаритных показателей ЗУ.The considered device is characterized by an insufficiently high rate of energy transfer to the ND, and an increase in the rate of energy transfer in such a device is possible only by reducing the resistance of the TDC. However, this leads to the need to increase the capacitance of these capacitors, and therefore to an increase in the mass-dimensional parameters of the memory.

Целью изобретения является повышение скорости передачи энергии в НК и улучшение удельных энергетических и массогабаритных показателей путем увеличения угловой длительности тока ИНТ и повышения коэффициента использования мощности источника, под которым понимают отношение среднезарядной мощности конденсатора к типовой (габаритной) мощности источника.The aim of the invention is to increase the rate of energy transfer to the NK and to improve the specific energy and weight and size indicators by increasing the angular duration of the current INT and increasing the utilization of the source power, which is understood as the ratio of the average charge power of the capacitor to the typical (overall) power of the source.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема устройства для заряда НК согласно изобретению.Figure 1 shows a schematic electrical diagram of a device for charging NK according to the invention.

Устройство для заряда НК 1 содержит трехфазный четырехпроводный ИНТ 2, обмотки которого образуют трехлучевую звезду с тремя выходными клеммами 3-5, а к нейтрале подключен один из выводов управляемого ключа 6 двухсторонней проводимости, выпрямитель - умножитель напряжения 7, образованный трехфазным выпрямительным мостом 8-13, и тремя ТДК 14-16, в котором две входные клеммы трехфазного выпрямительного моста через первый 14 и второй 15 ТДК подключены соответственно к двум выходным клеммам 3 и 5 ИПТ, а к выходным выводам подключен НК 1, и блок контроля напряжения и управления ключом 17, третья 4 выходная клемма источника ИПТ 2 подключена к третей входной клемме выпрямительного моста 7 непосредственно, при этом одна обкладка третьего ТДК 16 соединена с другим выводом управляемого ключа 6, а другая - с одной из выходных клемм мостового выпрямителя 7.The device for charging NK 1 contains a three-phase four-wire INT 2, the windings of which form a three-beam star with three output terminals 3-5, and one of the terminals of the controlled switch 6 of two-side conductivity is connected to the neutral, the rectifier is a voltage multiplier 7 formed by a three-phase rectifier bridge 8-13 and three TDK 14-16, in which two input terminals of a three-phase rectifier bridge through the first 14 and second 15 TDK are connected respectively to two output terminals 3 and 5 of the IPT, and NK 1 is connected to the output terminals, and the control unit conjugation and the control key 17, the third four output terminal IPT source 2 is connected to the third input terminal of the rectifier bridge 7 directly, wherein the one plate of the third TBC 16 is connected to the other terminal controllable switch 6, and the other - on one of the output terminals of the bridge rectifier 7.

Принцип действия и схемы выполнения блока контроля напряжения и управления 17 ключом двухсторонней проводимости 6 широко известны и детально описаны в технической литературе. Он позволяет регулировать ток заряда и изменять напряжение на выходе устройства.The principle of operation and the execution scheme of the voltage monitoring and control unit 17 with a key of two-sided conductivity 6 are widely known and described in detail in the technical literature. It allows you to adjust the charge current and change the voltage at the output of the device.

При рассмотрении работы устройства будем считать, что ключ двухсторонней проводимости 6 все время замкнут. На фиг. 6 приведены временные диаграммы изменения фазных напряжений трехфазного ИПТ U₃, U₄ и U₅.When considering the operation of the device, we assume that the key of bilateral conductivity 6 is closed all the time. In FIG. 6 shows the timing diagrams of the phase voltage changes of the three-phase IPT U ₃ , U ₄ and U ₅ .

Процессы в ЗУ будут протекать по 12 каналам и в каналах будут сдвинуты по фазе - относительно друг друга.The processes in the memory will run along 12 channels and in the channels will be shifted in phase - relative to each other.

Под действием линейных напряжений ИПТ процессы заряда НК будут протекать по 6 цепям в следующей последовательности:Under the action of linear IPT voltages, the NC charge processes will proceed along 6 chains in the following sequence:

1. 3-14-8-1-12-4-3, на интервале 30-90 электрических градусов;1. 3-14-8-1-12-4-3, in the range of 30-90 electrical degrees;

2. 3-14-8-1-13-15-5-3, на интервале 90-150 электрических градусов;2. 3-14-8-1-13-15-5-3, in the range of 90-150 electrical degrees;

3. 4-9-1-13-15-5-4, на интервале 150-210 электрических градусов;3. 4-9-1-13-15-5-4, in the range of 150-210 electrical degrees;

4. 4-9-1-11-14-3-4, на интервале 210-270 электрических градусов;4. 4-9-1-11-14-3-4, in the range of 210-270 electrical degrees;

5. 5-15-10-1-11-14-3-5, на интервале 270-330 электрических градусов;5. 5-15-10-1-11-14-3-5, in the range of 270-330 electrical degrees;

6. 5-15-10-1-12-4-5, на интервале 330-390 электрических градусов.6. 5-15-10-1-12-4-5, in the range of 330-390 electrical degrees.

Под действием фазных напряжений ИПТ и напряжения конденсаторов, находящихся в цепи заряда и заряженных при работе в других цепях заряд ТДК 16 будет происходить по цепям:Under the action of phase voltage IPT and voltage of capacitors located in the charge circuit and charged when working in other circuits, the charge of the TDK 16 will occur in the following circuits:

7. 3-14-8-16-6-3, на интервале 30-150 электрических градусов; суммарным напряжением U₃ и ТДК 14.7. 3-14-8-16-6-3, in the range of 30-150 electrical degrees; total voltage U ₃ and TDK 14.

8. 4-9-16-6-4, на интервале 150-270 электрических градусов; напряжением U₄.8. 4-9-16-6-4, in the range of 150-270 electrical degrees; voltage U ₄ .

9. 5-15-10-16-6-5, на интервале 270-390 электрических градусов; суммарным напряжением U₅ и ТДК 15.9. 5-15-10-16-6-5, in the range of 270-390 electrical degrees; total voltage U ₅ and TDK 15.

Под действием фазных напряжений ИПТ и напряжения конденсаторов, находящихся в цепи разряда и заряженных при работе в других цепях, разряд ТДК 16 будет происходить по трем следующим цепям:Under the action of IPT phase voltages and voltages of capacitors located in the discharge circuit and charged when working in other circuits, the TDK 16 discharge will occur along the following three chains:

10. 16-1-13-15-5-6, на интервале 90-210 электрических градусов; когда суммарное напряжение U₅ и ТДК 15 и 16 больше напряжения НК 1.10. 16-1-13-15-5-6, in the range of 90-210 electrical degrees; when the total voltage U ₅ and TDK 15 and 16 is greater than the voltage NK 1.

11. 16-1-11-14-3-6-16, на интервале 210-330 электрических градусов; когда суммарное напряжения U₃ и ТДК 14 и 16 больше напряжения НК 1;11. 16-1-11-14-3-6-16, in the range of 210-330 electrical degrees; when the total voltage U ₃ and TDK 14 and 16 is greater than the voltage NK 1;

12. 16-1-12-4-6-16, на интервале 330-450 электрических градусов; когда суммарное напряжения U₄ и ТДК 16 больше напряжения НК 1.12. 16-1-12-4-6-16, in the range of 330-450 electrical degrees; when the total voltage U ₄ and TDK 16 is greater than the voltage NK 1.

Из анализа работы каналов 1-6 следует, что в цепи каналов 1, 3, 4 и 6, формирующих зарядные импульсы под действием линейного напряжения фаз, стоит по одному конденсатору, ограничивающему ток заряда, а не два, как в прототипе. Поэтому амплитуда зарядных импульсов тока в этих цепях также увеличивается.From the analysis of the operation of channels 1-6, it follows that in the circuit of channels 1, 3, 4, and 6, which form charge pulses under the action of a linear phase voltage, there is one capacitor limiting the charge current, and not two, as in the prototype. Therefore, the amplitude of the charging current pulses in these circuits also increases.

При заряде ТДК 16 фазные напряжения в каналах 7 и 9 суммируются с напряжением ТДК 14 и 15 соответственно, то амплитуда зарядного тока в этих каналах также возрастает и ТДК 16 на определенных временных интервалах может заряжаться не до U_mф, а выше, что увеличивает скорость передачи энергии в НК.When the TDK 16 is charged, the phase voltages in channels 7 and 9 are summed with the voltage of the TDK 14 and 15, respectively, then the amplitude of the charging current in these channels also increases and the TDK 16 at certain time intervals can be charged not up to U _mf , but higher, which increases the transfer rate energy in NK.

При разряде ТДК 16 в НК по каналам 10 и 11 напряжение соответствующих фаз и ТДК 16 суммируется с напряжением ТДК 14 и 15 соответственно, что также влияет на амплитуду и длительность зарядных импульсов, а следовательно, и на скорость передачи энергии в НК.When a TDK 16 is discharged in an NK through channels 10 and 11, the voltage of the corresponding phases and TJK 16 is summed with the voltage of the TJK 14 and 15, respectively, which also affects the amplitude and duration of the charging pulses, and hence the rate of energy transfer to the NK.

Все это увеличивает скорость передачи энергии в НК без изменения параметров схемы устройства, что улучшает удельные энергетические и массогабаритные параметры устройства.All this increases the speed of energy transfer to the ND without changing the parameters of the device circuit, which improves the specific energy and weight and size parameters of the device.

Пусть ωt=30 электрическим градусам, тогда на интервале 30-90 электрических градусов самый высокий потенциал будет у фазы 3, а самый низкий - у фазы 4. Под действием линейного напряжения фаз 3 и 4 будет происходить заряд НК 1 по цепи: 3-14-8-1-12-4-3. Одновременно под действием фазного напряжения U₃ будет происходить заряд конденсатора 16 до амплитудного значения фазного напряжения по цепи: 3-14-8-16-6-3. полярность напряжения на конденсаторах 14 и 16 показана на фиг.1 без скобок.Let ωt = 30 electrical degrees, then in the interval of 30-90 electrical degrees the highest potential will be in phase 3, and the lowest - in phase 4. Under the influence of the linear voltage of phases 3 and 4, the charge of NK 1 will occur through the circuit: 3-14 -8-1-12-4-3. At the same time, under the action of the phase voltage U ₃ , the capacitor 16 will charge up to the amplitude value of the phase voltage in the circuit: 3-14-8-16-6-3. The voltage polarity across the capacitors 14 and 16 is shown in FIG. 1 without brackets.

На интервале 90-150 электрических градусов заряд НК 1 будет продолжаться - под действием линейного напряжения фаз 3 и 5 по цепи: 3-14-8-1-13-15-5-3. При этом будет продолжаться заряд конденсатора 14 и начнется заряд конденсатора 15. Полярность напряжения на конденсаторе 15 показана на фиг.1 также без скобок.Over the range of 90-150 electrical degrees, the charge of NK 1 will continue - under the action of the linear voltage of phases 3 and 5 along the circuit: 3-14-8-1-13-15-5-3. In this case, the charge of the capacitor 14 will continue and the charge of the capacitor 15 will begin. The polarity of the voltage across the capacitor 15 is shown in Fig. 1 also without brackets.

На интервале 150-210 электрических градусов заряд НК 1 происходит под действие линейного напряжения фаз 4 и 5 по цепи: 4-9-1-13-15-5-4, при этом продолжается заряд конденсатора 15. Конденсаторы 14-15 будут заряжены до напряжения, не превышающего 0,5 U_mл (U_mл - максимальное амплитудное значение линейного напряжения источника). Кроме того, когда суммарное напряжение конденсаторов 15 и 16 и напряжение фазы 5 будет превосходить линейное напряжение фаз 4, 5, под действием этого напряжения будет формироваться зарядный импульс тока в НК 1, а когда конденсатор 16 подразрядится, будет происходить его подзаряд по цепи: 4-9-16-6-4 до амплитудного значения фазного напряжения источника U_mф.In the range of 150-210 electrical degrees, the charge of the NK 1 occurs under the action of the linear voltage of phases 4 and 5 along the circuit: 4-9-1-13-15-5-4, while the charge of the capacitor 15 continues. The capacitors 14-15 will be charged to voltage not exceeding 0.5 U _ml (U _ml - the maximum amplitude value of the linear voltage of the source). In addition, when the total voltage of the capacitors 15 and 16 and the voltage of phase 5 exceeds the linear voltage of phases 4, 5, under the influence of this voltage, a charging current pulse will be generated in NK 1, and when the capacitor 16 is discharged, it will be charged on the circuit: 4 -9-16-6-4 to the amplitude value of the phase voltage of the source U _mf .

На интервале 210-270 электрических градусов заряд НК 1 происходит под действием линейного напряжения фаз 4 и 3, а зарядный импульс тока НК 1 будет протекать по цепи: 4-9-11-14-3-4. Конденсатор 14 при этом будет перезаряжаться. Полярность на конденсаторе указана в скобках.In the interval 210-270 electrical degrees, the charge of the NK 1 occurs under the action of the linear voltage of phases 4 and 3, and the charging current pulse of the NK 1 will flow through the circuit: 4-9-11-14-3-4. The capacitor 14 will then be recharged. The polarity on the capacitor is indicated in parentheses.

На интервале 270-330 конденсатор 16 будет подзаряжаться напряжением фазы 5, линейное напряжение фазы 5 и 3 будет суммироваться с напряжением конденсаторов 14 и 15, каждый из которых на предыдущих интервалах был заряжен до напряжения 0,5 U_mл. Таким образом, к НК будет приложен зарядный импульс с амплитудой, превышающей U_mл. Зарядный импульс тока на этом интервале будет протекать по цепи: 5-15-10-1-11-14-3-5. Конденсаторы 14 и 15 будут перезаряжаться отдавая энергию, запасенную на предыдущих интервалах. Полярность напряжений на конденсаторах указана в скобках.In the interval 270-330, the capacitor 16 will be recharged with a voltage of phase 5, the linear voltage of phases 5 and 3 will be summed with the voltage of the capacitors 14 and 15, each of which in the previous intervals was charged to a voltage of 0.5 U _ml . Thus, a charging pulse with an amplitude exceeding U _ml will be applied to the _nanocrystal . The charging current pulse in this interval will flow through the circuit: 5-15-10-1-11-14-14-3-5. Capacitors 14 and 15 will recharge giving energy stored at previous intervals. The voltage polarity of the capacitors is indicated in parentheses.

На интервале 330-390 электрических градусов будет действовать линейное напряжение фаз 5 и 4 конденсатор 15 будет перезаряжаться по цепи: 5-15-10-1-12-4-5 до разности линейного напряжения фаз 5, 4 и напряжения на НК. В этом такте амплитуда зарядного тока будет ограничиваться только одним конденсатором 15, поэтому амплитуда тока зарядного импульса будет больше.In the interval 330-390 electrical degrees, the linear voltage of phases 5 and 4 will act. The capacitor 15 will recharge on the circuit: 5-15-10-1-12-4-5 to the difference between the linear voltage of phases 5, 4 and the voltage to the voltage switch. In this cycle, the amplitude of the charging current will be limited to only one capacitor 15, therefore, the amplitude of the current of the charging pulse will be larger.

В процессе функционирования ЗУ на одних тактах (временных интервалах) конденсаторы 14, 15 и 16 заряжаются, а на других - отдают запасенную в них энергию в ПК и при этом перезаряжаются.In the process of functioning of the memory at some clock cycles (time intervals), the capacitors 14, 15 and 16 are charged, and at others they transfer the energy stored in them to the PC and at the same time recharge.

Конденсатор 16 от фазы 4 заряжается до U_mф, а от фаз 3 и 4 - до более высокого напряжения за счет суммирования напряжения конденсаторов 14 и 15 с напряжением соответствующих фаз. Конденсатор 16 разряжается на НК 1 тогда, когда сумма напряжений соответствующей фазы и конденсатора 16 будет больше действующего в данный момент линейного напряжения. Таким образом, на начальном этапе заряда НК 1 за период изменения питающего напряжения в него поступает не 6, а 9 импульсов зарядного тока с большей длительностью и амплитудой, что обеспечивает более быстрый заряд НК, особенно на начальном этапе. Это позволяет повысить коэффициент использования установленной мощности источника, а следовательно, улучшить удельные массогабаритные и энергетические показатели системы.The capacitor 16 is charged from phase 4 to U _mph , and from phases 3 and 4 to a higher voltage by summing the voltage of the capacitors 14 and 15 with the voltage of the corresponding phases. Capacitor 16 is discharged to NK 1 when the sum of the voltages of the corresponding phase and capacitor 16 is greater than the current line voltage. Thus, at the initial stage of the charge of the NK 1 during the period of the change in the supply voltage, it receives not 6, but 9 pulses of the charging current with a longer duration and amplitude, which ensures a faster charge of the NK, especially at the initial stage. This allows you to increase the utilization of the installed capacity of the source, and therefore, to improve the specific weight and size and energy performance of the system.

По мере заряда НК и роста на нем напряжения амплитуда тока зарядных импульсов уменьшается, а конденсаторы перестают перезаряжаться, что приводит к уменьшению амплитуды тока зарядных импульсов.As the NC charge and voltage grow on it, the amplitude of the current of charging pulses decreases, and the capacitors cease to recharge, which leads to a decrease in the amplitude of the current of charging pulses.

Когда напряжение на НК достигнет амплитуды линейного напряжения, передача энергии в НК будет происходить только за счет импульсов тока, напряжение которых формируется путем суммирования напряжения фаз и соответствующих дозирующих конденсаторов. Поэтому при дальнейшем заряде НК перестанут функционировать цепи, содержащие конденсаторы 14 и 15. На конечном этапе заряда за период изменения питающего напряжения в НК будет поступать только один зарядный импульс тока по цепи: 16-1-12-4-6-16, а в следующем полупериоде изменения фазного напряжения 4 будет происходить заряд конденсатора 16 по цепи: 4-9-16-6-4.When the voltage on the NK reaches the linear voltage amplitude, the energy transfer to the NK will only occur due to current pulses, the voltage of which is formed by summing the phase voltage and the corresponding metering capacitors. Therefore, with a further charge of the NK, circuits containing capacitors 14 and 15 will cease to function. At the final stage of the charge, during the period of the supply voltage change, only one charging current pulse in the circuit will arrive in the NK: 16-1-12-4-6-16, and the next half-cycle of the phase voltage 4 will be a charge of the capacitor 16 in the circuit: 4-9-16-6-4.

Таким образом, подключение третьего выходного вывода ИПТ к третьей входной клемме выпрямительного моста непосредственно и соединение одной обкладки третьего ТДК с другим выводом управляемого ключа, а другой его обкладки - с одной из выходных клемм выпрямительного моста, приводит к изменению статической вольт-амперной характеристики ЗУ - к ее подъему, так как увеличивается угловая длительность тока источника, и поэтому обеспечивается более быстрый заряд НК, особенно с момента подключения НК к ЗУ и достижения на нем линейного напряжения, превышающего U_mл. Все это ускоряет процесс передачи энергии источника в накопитель без увеличения установленной мощности источника и емкости ТДК, то есть их массы.Thus, the connection of the third output terminal of the IPT to the third input terminal of the rectifier bridge directly and the connection of one plate of the third TDK with the other terminal of the controlled key, and the other of its plate with one of the output terminals of the rectifier bridge, leads to a change in the static current-voltage characteristic of the memory - to its rise, since the angular duration of the current of the source increases, and therefore a faster charge of the NK is provided, especially from the moment the NK is connected to the charger and the linear voltage is reached on it, exceeds an U _ml. All this accelerates the process of transferring the source energy to the storage device without increasing the installed source power and TDK capacity, that is, their mass.

Отсутствие в технической и патентной литературе сведений (рекомендаций) по выполнению заявленной схемы в целях достижения описанного эффекта (результата) показывает новизну взаимосвязи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и его положительным эффектом. Это обеспечивает существенное отличие данного изобретения от всех известных систем аналогичного назначения.The lack of information (recommendations) in the technical and patent literature on the implementation of the claimed scheme in order to achieve the described effect (result) shows the novelty of the relationship between the totality of the essential features of the claimed invention and its positive effect. This provides a significant difference of this invention from all known systems of similar purpose.

Таким образом, если в устройстве для заряда НК, содержащем трехфазный четырехпроводный ИПТ, обмотки которого образуют трехлучевую звезду с тремя выходными выводами, к нейтрале которой подключен один из выводов управляемого ключа двухсторонней проводимости, выпрямитель - умножитель напряжения, образованный трехфазным выпрямительным мостом и тремя ТДК, в котором два входных вывода трехфазного выпрямительного моста через первый и второй ТДК подключены соответственно к двум выходным выводам ИПТ, а к выходным выводам подключен НК, и блок контроля напряжения и управления, произвести реконфигурацию 6 вентилей - диодов и трех ТДК согласно предлагаемой схеме обеспечивается форсировка передачи энергии ИПТ в нагрузку. При этом, так как ток фаз ИПТ всегда ограничен реактивным сопротивлением ТДК, КПД не уменьшается, а проведение тока заряда в НК в четырех из шести каналов осуществляется только одним ТДК, поэтому надобность в увеличении емкости для увеличения тока заряда отпадает, а мощность заряда Р_з=U_нк·I_з увеличивается без увеличения массы ЗУ. Это обеспечивает увеличение длительности импульсов тока источника и соответственно скорости передачи энергии, что улучшает его удельные энергетические показатели.Thus, if in a device for charging an NK containing a three-phase four-wire IPT, the windings of which form a three-beam star with three output terminals, to the neutral of which one of the terminals of the controlled key of two-side conductivity is connected, the rectifier is a voltage multiplier formed by a three-phase rectifier bridge and three TDK, in which the two input terminals of the three-phase rectifier bridge through the first and second TDC are connected respectively to the two output terminals of the IPT, and the NK is connected to the output terminals, and the unit ntrolya voltage and control valves 6 reconfiguration produce - and three diodes TBC according to the proposed scheme is provided by forcing IPT energy transfer to the load. Moreover, since the phase current of the IPT is always limited by the reactance of the TDC, the efficiency does not decrease, and the charge current in the NC in four of the six channels is carried out by only one TDC, so there is no need to increase the capacitance to increase the charge current, and the charge power is P _s = U _nk · I _z increases without increasing the mass of the memory. This provides an increase in the duration of the current pulses of the source and, accordingly, the speed of energy transfer, which improves its specific energy performance.

Claims

A device for charging a storage capacitor containing a three-phase four-wire AC source, the windings of which form a three-beam star with three output terminals, to the neutral of which is connected one of the terminals of the controlled key of two-sided conductivity, the rectifier is a voltage multiplier formed by a three-phase rectifier bridge and three current-limiting and metering capacitors in which two input terminals of a three-phase rectifier bridge through the first and second current-limiting-metering the capacitors are connected respectively to the two output terminals of the AC source, and the outputs of the storage capacitor are connected to the output terminals of the rectifier bridge, and the voltage control and key control unit, characterized in that the third output terminal of the AC source is connected to the third input terminal of the rectifier bridge directly, when this one lining of the third current-limiting-dosing capacitor is connected to the other output of the controlled key, and the other to one of the output terminals rectifier bridge.