SU684723A1

SU684723A1 - Device for charging capacitive accumulator

Info

Publication number: SU684723A1
Application number: SU772501180A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Григорьевич Николаев; Владимир Константинович Быстров; Владимир Филипповович Гончаров
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им. А.Ф.Можайского
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1979-09-05

Description

Предлагаемое устройство предназначено дл зар да накопительного конденсатора генератора мощных импульсов и относитс к импульсным источникам питани . Известны трехфазные системы зар да накопительного конденсатора через емкостные токоограничивающие сопротивлени 1 и 2. Известное устройство 1 отличаетс ппостотой и обеспечивает высокий КПД зар да, но характеризуетс невысокими удельными энергетическими показател ми. Ближайшим по технической сущности к за вл емому вл етс устройств содержащее трехфазный источник пере менного тока, фазные обмотки которо го включены по схеме звезда с нейтралью , мостовой выпр митель, промежуточные накопительные конденсаторы включенные между лучами звезды трех фазного источника переменного тока и входными клеммами мостового выпр тел , выходные клеммы которого соединены с обкладками накопительного конденсатора, и блок контрол напр жени и управлени разр дом 2. Описанное устройство так же характеризуетс невысокими удельными энергетическими показател ми. Целью насто щего изобретени вл етс улучшение удельных энергетических показателей устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл зар да накопительного конденсатора, содержащем трехфазный источник переменного тока, фазные обмотки которого включены по схеме звезда с нейтралью, MOCTOBOf. выпр митель, промежуточные накопительные конденсаторы, включенные между лучами звезды трехфазного источника переменного тока и входными клеммами мостового выпр мител ,выходные клеммы которс то соединены с обкладками накопительного конденсатора, и блок контрол напр жени и управлени разр дом, вывод нейтрали звезды трехфазного источника переменного тока через управл емый ключ подключен к одной из обкладок накопительного конденсатора , а блок контрол напр жени и управлени разр дом снабжен чейкой фазового управлени , выход .которой соединен со входом управл емого ключа.The proposed device is intended for charging the storage capacitor of a high-power pulse generator and relates to pulsed power sources. Three phase charging capacitor capacitor systems are known through capacitive current-limiting resistors 1 and 2. The known device 1 is characterized by high constancy and provides high charge efficiency, but is characterized by low specific energy indicators. The closest to the claimed technical entity is a device containing a three-phase alternating current source, the phase windings of which are connected according to the star with a neutral circuit, a bridge rectifier, intermediate storage capacitors connected between the star beams of the three phase AC source and the input terminals of the bridge rectifier the body, the output terminals of which are connected to the plates of the storage capacitor, and the voltage control and discharge control unit 2. The described device is also characterized by okimi specific energy data were obtained. The purpose of the present invention is to improve the specific energy performance of the device. This goal is achieved by the fact that in a device for charging a storage capacitor containing a three-phase AC source, the phase windings of which are connected according to the star with neutral circuit, MOCTOBOf. rectifier, intermediate storage capacitors connected between the 3-phase AC source and the rectifier input terminals, the output terminals are connected to the plates of the storage capacitor, and the discharge voltage control and control unit, the output of the 3-phase AC neutral star through the control key is connected to one of the capacitor capacitor plates, and the voltage control and discharge control unit is equipped with a phase control cell, output. Torah connected to the input of the controllable key.

На чертеже представлена электрическа схема устройства согласно изобретению.The drawing shows an electrical circuit of the device according to the invention.

Устройство содержит трехфазный источник переменного тока 1 с фазами 2,3,4, соединенными по схеме звезда. Трехфазный мостовой выпр митель 5, выполненный на диодах 6-11 имеет три входных и две выходных клемг-1ы. Между лучами звезды источника и входными клеммами выпр мител включены промежуточные накопительные конденсаторы 12-14. Накопительный конденсатор 15 подключен к выходным зажимам трехфазного мостового выпр мител . Вывод нейтрали звезды источника непосредственно через управл емый ключ 16 соединен с отрицательной обклгщкой накопительного конденсатора, а блок 17 контрол напр жени и управлени разр дом снабжен чейкой, котора позвол ет регулировать врем нахождени ключа в замкнутом состо нии.The device contains a three-phase AC source 1 with phases 2,3,4, connected according to the star. A three-phase bridge rectifier 5, made on diodes 6-11, has three input and two output terminals. Intermediate storage capacitors 12–14 are connected between the rays of the source star and the input terminals of the rectifier. The storage capacitor 15 is connected to the output terminals of a three-phase bridge rectifier. The star neutral source of the source directly via the control key 16 is connected to the negative capacitor of the storage capacitor, and the voltage control and discharge control unit 17 is provided with a cell which allows the time of the key to be regulated in the closed state.

Работа устройства происходит следующим образом.The operation of the device is as follows.

В исходный момент времени ключ 16 замкнут, а напр жение фазы 2 равно нулю и в течение последующей четверти периода будет возрастать до своего амплитудного значени . При этом к обкладке конденсатора 12 с)единенной с источником, прикладываетс отрицательный потенциал. Под действием этого напр жени ключ 16 и диод 9 происходит зар д конденсатора 12, который к концу первой четверти периода зар дитс до амплитудного напр жени источника .At the initial moment of time, the key 16 is closed, and the voltage of phase 2 is zero and during the next quarter of the period will increase to its amplitude value. In this case, a negative potential is applied to the capacitor plate 12 c) united with the source. Under the action of this voltage, the switch 16 and the diode 9 charge the capacitor 12, which by the end of the first quarter of the period will charge to the amplitude voltage of the source.

Во второй четверти периода напр жение фазы 2 убывает и диод 9 закрьшаетс . Суммарное напр жение фазы 2 и конденсатора 12 возрастает При этом положительный потенциал указанной цепи будет приложен к аноду вентил 6, через который буде происходить зар д накопительного конденсатора. К концу второй четверти периода вс энерги конденсатора 12 может быть передана в накопительный конденсатор 15. В третьей четверти периода зар д конденсатора 15 будет продолжатьс непосредственно от фазной обмотки 2. При этом конденсатор 12 будет перезар жатьс (на обкладке, св занной с анодом диода 6, будет отрицательный потенциал ) .In the second quarter of the period, the voltage of phase 2 decreases and diode 9 closes. The total voltage of phase 2 and capacitor 12 increases. At the same time, the positive potential of this circuit will be applied to the anode of valve 6, through which the storage capacitor will charge. By the end of the second quarter of the period, all the energy of the capacitor 12 can be transferred to the storage capacitor 15. In the third quarter of the period, the charge of the capacitor 15 will continue directly from the phase winding 2. In this case, the capacitor 12 will recharge (on the plate connected to the anode of the diode 6 , there will be negative potential).

В четвертой четверти периода конденсатор 12 начнет разр жатьс через источник, возвраща энергию, запасенную в третьей четверти периода .In the fourth quarter of the period, the capacitor 12 will begin to discharge through the source, returning the energy stored in the third quarter of the period.

По мере роста напр жени на накопитательном конденсаторе 15 разр д конденсатора 12 во второй четверти периода будет начинатьс с задержкой . Величина задержки определ етс As the voltage rises across the storage capacitor 15, the discharge of capacitor 12 in the second quarter of the period will start with a delay. The amount of delay is determined by

уровнем напр жени на накопительном конденсаторе 15. Это приведет к тому, что к концу второй четверти периода конденсатор 12 уже не будет успевать разр дитьс до нул . Поэтому в третьей четверти периода зар д накопительного конденсатора 15 будет происходить в начале суммарным напр жением конденсатора 12 и фазы 2. Это приведет к тому, что в третьей четверти периода конденсатор 12 уже не будет успевать полностью перезар дитьс . Уровень .напр жени , до которого будет происходить перезар д конденсатора 12, определ етс уровнем напр жени на накопительном конденсаторе 15. Соответственно сократитс процесс разр конденсатора 12 через источник в четвертой четверти периода. Рассмотренные процессы будут прютекать в устройстве до тех пор, пока напр жение на накопительном конденсаторе 15 не достигнет значени амплитуды напр жени .the voltage level of the storage capacitor 15. This will lead to the fact that by the end of the second quarter of the period, the capacitor 12 will not have time to discharge to zero. Therefore, in the third quarter of the period, the charge of the storage capacitor 15 will occur at the beginning of the total voltage of the capacitor 12 and phase 2. This will lead to the fact that in the third quarter of the period, the capacitor 12 will not have time to completely recharge. The level of voltage to which recharge of capacitor 12 will occur is determined by the voltage level at storage capacitor 15. Accordingly, the discharge process of capacitor 12 through the source will be reduced in the fourth quarter of the period. The considered processes will flow in the device until the voltage on the storage capacitor 15 reaches the value of the voltage amplitude.

Когда напр жение на накопительном конденсаторе достигнет амплитудного значени фазного напр жени , разр д конденсатора 12 во второй четверти периода на накопительный конденсатор прекратитс и конденсатор 12 перестанет перезар жатьс . Зар д накопительного конденсатора 15 будет происходить только под действием суммарного напр жени конденсатора 12 и фазы 2 в третьей четверти периода. Конденсатор 12 будет только частично разр жатьс . Зар д накопительного конденсатора прекратитс , когда его напр жение достигнет удвоенного значени фазного напр жени .:When the voltage on the storage capacitor reaches the amplitude value of the phase voltage, the discharge of the capacitor 12 in the second quarter of the period to the storage capacitor will stop and the capacitor 12 will stop recharging. The accumulator capacitor 15 will be charged only under the action of the total voltage of the capacitor 12 and phase 2 in the third quarter of the period. Capacitor 12 will only partially discharge. The accumulator capacitor charge will stop when its voltage reaches twice the value of the phase voltage.

Аналогичные процессы, но только о сдвигом по фазе на 120° и 240° соответственно будут протекать в цепи фаз 3 и 4. Кроме рассмотренного зар да накопительного конденсатора импульсами тока, формируемыми каждой фазой в отдельности, в предложенном устройстве, как и в прототипе, осуществл етс также формирование зар дных импульсов тока линейными напр жени ми фаз источника . Процесс формировани зар дных импульсов тока линейными напр жени ми прекращаетс , когда напр жение накопительного конденсатора достигнет значени линейного. После этого зар д накопительного конденсатора будет осуществл тьс только под действием каждой фазы источника в отдельности.Similar processes, but only about a phase shift of 120 ° and 240 °, respectively, will occur in the circuits of phases 3 and 4. In addition to the considered charge of the storage capacitor, current pulses generated by each phase separately, in the proposed device, as in the prototype, Also, the formation of charge current pulses by the linear voltages of the source phases. The process of the formation of charge current pulses by linear voltages ceases when the voltage of the storage capacitor reaches the value of the linear one. Thereafter, the storage capacitor will be charged only under the action of each phase of the source separately.

Claims

In this case, over several periods of variation of the supply voltage of the source 1, the voltage on the storage capacitor 15 will reach twice the value of the phase voltage of the source. S Such an ipasoM, the proposed device practically with the same number of elements as in the prototype, allows to obtain a higher (15%) charge voltage at the output. Such an increase in charge voltage leads to an increase of more than 3 (j% of the energy stored in the storage capacitor, which is proportional to the square of the charging voltage. This will significantly improve the specific energy performance of the device for charging the storage torsion ratio. Formula of the invention The device for charging the storage capacitor of the generator is a powerful pulse containing a three-phase AC source, the phase windings of which are connected according to the star with a neutral circuit, a bridge rectifier, intercumulative storage capacitors connected between the 3 beams of a three-phase AC source and the input terminals of a bridge rectifier, the output terminals of the KOTO.UGO are connected to the plates of the storage capacitor, and the discharge voltage control and control unit, characterized in that energy indicators of the device, the output of the star of a three-phase AC source is controlled by a control key to one of the plates of the storage capacitor, and the control unit The voltage control and control circuit is provided with a phase control cell, the output of which is connected to the input of the control key. Sources of information taken into account during the examination 1. Pol. L.I. Methods for analyzing the processes of charging capacitive energy storage from an alternator, - Electricity, No. 12. 1973, p.38.

2. Author's certificate of the USSR W323853, cl. H 0.1 K 3/53, 1972.

1 1i L

five

fO

eleven

A 5