SU1309266A1 - Формирователь импульсов тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  формировани  импульсов тока в индуктивных нагрузках, например в электромагнитах ускорителей зар женных частиц. Целью изобретени   вл етс  увеличение коэффициента мощности формировател . Формирователь содержит две цепи из последовательно соединенных управл емых вентилей 1, 2, 3 и 4,5,6, конденсаторную батарею 7, дроссель 8, источник 9 переменного напр жени , блок 10 управлени  и нагрузку 11, Формирователь по сравнению с прототипом потребл ет значительно меньшую реактивную мощность, т.к. на каждой полуволне входного напр жени  энерги  лишь потребл етс  от источника и не возвращаетс  из реактивных элементов схемы назад в источник . В описании изобретени  приводитс  вариант выполнени  формировател  импульсов тока по второму пункту формулы изобретени , 1 з.п.ф-лы, 4 ил. I сл СлЭ о со Is:) OS О5 Ф(Л&.1

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  формировани  импульсов тока в индуктивных нагрузках, например в электромагнитах ускорителей зар женных частиц.

Целью изобретени   вл етс  увеличение коэффициента мощности формировател , т.е. уменьшение реактивной мощности, потребл емой от источника, при той же активной мощности, передаваемой в нагрузку.

На фиг.1 приведена схема формировател ; на фиг,2 - временные диаграммы токов и напр жений элементов формировател ; на фиг. 3 и 4 - вариант формировател  и диаграммы его работы

Формирователь (фиг,1) содержит две цепи из последовательно-согласно включенных управл емых вентилей 1 - 3 и 4 - 6. Между общими точками вентилей 1 ,2 и 4,5 присоединена конденсаторна  батаре  7, а между общими точками вентилей 2,3 и 5,6 через дроссель 8 подключен источник 9 переменного напр жени . Управл ющие входы вентилей подключены к выходам блока 0 управлени , вход которог о присоединен к зажимам источника 9 . переменного напр жени . Свободные одноименные электроды вентилей 1 и 4, а также вентилей 3 и 6 попарно объединены и между ними присоединено индуктивна  нагрузка 11,

В схеме варианта формировател  (фиг,3) вентили 12 и 13  вл ютс  неуправл емыми , а встречно-параллельно им включены управл емые вентили 14 и 15, входы которых св заны с блоком 10 управлени ,

На фиг, 2 и 4 представлены диаграммы напр жени  Ug и тока Ig источника , напр жени  U-j накопительной конденсаторной батареи и тока 1 индуктивной нагрузки.

Формирователь (фиг,1) работает следующим образом.

Допустим, что к моменту времени Ц (фиг,2) конденсаторна  батаре  7 зар жена и напр жение на ее зажимах а также напр жение источника 9 имеют пол рность, обозначенную на фиг, без- скобок, В момент времени t с выхода блока 10 управлени  поступаю импульсы на запуск вентилей 1,5 и 6 и конденсаторна  батаре  7 начинает разр жатьс  на индуктивную нагрузку 11, Ток нагрузки протекает по цепи;

5

0

7, Ij 11, 69 5, 7„ В момент времени t поступает запускающий сигнал tia вход вентил  3 и через дроссель 8 начинает нарастать ток источника, замыкающийс  по цепи: 9, 6, 3, 8, 9, Через управл емый вентиль 6 протекает разность тока индуктивной нагрузки и тока источника: 1, 1 Ig- К моменту времени t, данна  разность становитс  равной нулю, вен- ,тиль 6 закрываетс  и на интервале tj-t дроссель 8 и индуктивна  нагрузка 11 включены последовательно, передава  накопленную в них энергию конденсаторной батарее 7 по цепи: 9, 5, 7, 1, П., 3, 8, 9, В момент времени t4 ток указанной цепи умень.- шаетс  до нул  а накопительный конденсатор перезар жаетс  до максимального напр жени  с пол рностью, обозначаемой на фиг,1 в скобках. При сле- ,дующей полуволне входного напр жени  описанные, процессы повтор ютс , толь- ко с момента времени t ток провод т вентили 4,2 и 3, а.в момент времени t включаетс  вентиль 6, За период питающего напр жени  в индуктивной нагрузке формируютс  два однопол р- ных импульса тока. Регулиру  с помощью блока 10 управлени  фазу включени  одного из дополнительных вентилей 3, 6 по отношению к фазе одновременно включаемых основных и дополнительных вентилей (1,5,6; 2,4,3), т,е, измен   временные интервалы , tg-t(j, можно в широких пределах измен ть амплитуду напр жени  на конденсаторной батарее 7 и, соответственно , амплитуду тока индуктивной нагрузки 11. Через источник питани  протекает лишь ток 5 необходимый дл  компенсации потерь в схеме формировател  и обеспечивающий требуемое соотношение между напр жени ми источника и конденсаторной батареи. Максимальное значение этого тока устанавливаетс  соответствующим выбором индуктивности дроссел  8 и, как правило, значительно меньше амплитуды тока нагрузки 11. В рассмотренной схеме длительность тока Ig источника не превьшает длительности тока 1,, нагрузки .

Если дпительностъ формируемых им- Пульсов тока значительно меньше полупериода питающего напр жени , то дл  повышени  эффективности использовани  источника питани  может быть при0

5

0

45

50

55

мснена схема формировател , показанна  на фиг.3. В данном устройстве

Гпри положительной полуволне входног о напр жени  (пол рность на фиг. 3 обозначена без скобок) в момент времени t/ (фиг.4) включаетс  вентиль 15 и под действием напр жени  источника 9 питани  через дроссель 8 начинает протекать нарастающий ток по цепи:9J 15, 12, 8, 9. В момент времени t- включаютс  основные вентили 1 и 5 и накопительна  батаре  7 начинает разр жатьс  на индуктивную нагрузку по цепи: 7, 1, П, 13, 5, 7,

Через вентиль 15 на интервале протекает разность токов

Ч

момент времени tj ток нагрузки становитс  равным, а затем преВ

вьанает ток Ig источника, управл емый

вент пь 15 запираетс  и открываетс  вентиль 13, Через него протекает разность токов . В момент времени t4, когда спадающий ток индуктивной нагрузки 11 вновь ст новитс  равным току источника, вентиль 13 запираетс , дроссель 8 и 1шдуктивна  нагрузка 11 включаетс  последовательно и их ток замыкаетс  по цепи: 9, 5, 7, 1, 11, 12, 8, 9, спада  к моменту t до нул . При отрицательной

полуволне входного напр жени  (пол рность в скобках.) описанные процессы повтор ютс , однако в момент t включаетс  дополнительный управл емый вентиль 14, а в момент t - вентили 2 и 4.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными потребл ет значительно меньпгую реактивную мощность. Это объ сн етс  тем, что на каждой полуволне входного напр жени  энерги  лишь потребл етс  от источника и не возвращаетс  из реактивных элементов схемы назад в источник, С помощью фазоимпульсного блока управле- ни  можно включать основные и дополнительные вентили в такие моменты времени, что даже при регулировании

a ШJIитyды тока индуктивной нагругжи в широких пределах обеспечиваетс  нулевой д)азовый сдвиг между первой гармоникой потребл емого тока и пи- тающим напр жением.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Формирователь импульсов тока, содержащий источник переменного напр жени , блок управлени , четыре основных управл емых вентил , включенных по мостовой схеме, в диагональ которой между точками соединени  разноименных электродов управл еьмх вентилей включена конденсаторна  батаре , а к точке соединени  первых одноименных электродов управл емых вентилей подключен первый вывод индуктивной нагрузки, вход блока управлени  соединен с источником переменного напр жени , а выходы подключены к управл ющим электродам основных управл емых вентилей, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  коэффициента мощности формировател , ко вторым одноименным электродам основных управл емых вентилей подключены последовательно-согласно два дополнительных управл емых вентил , свободные одноименные электроды которых объединены и подключены ко второму выводу индуктивной нагрузки, а управл ющие электроды дополнитель- ных управл емьк вентилей подключены к выходам блока управлени , причем источник переменного напр жени  через дроссель включен между точками соединени  основных и дополнительных правл емых вентилей.
2. 2. Формирователь по n.l, о т л и- чающийс  тем, что в качестве дополнительных вентилей использованы диоды, параллель но-встречно кото - рьм включены управл емые вентили, управл ющие входы которых подключены к выходам блока управлени .

   J S 6

   fpLLl.Z

   Vtiz.b

   f LA. Vf

   I xtP7 I I

   . /f( I

   Редактор И.Николайчук

   Составитель В.Ермаков Техред fМ.Ходанич

   Заказ 1803/53

   Тираж 902Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , .

   Корректор Л.Пилипенко