SU792561A1 - Генератор импульсов тока - Google Patents

Description

Изобретение относится к радиотехни ке и может быть использовано для формирования квази-треугольных импульсов тока в индуктивных нагрузках, например, в электромагнитах циклических ускорителей зараженных частиц.

Известны генераторы импульсов тока, содержащие накопительную конденсаторную батарею, подключенную к электромагниту через вентильный коммутационный узел, представляющий собой .мост из управляемых и неуправляемых вентилей с устройством коммутаци и [1 ].

Недостатком таких устройств является то, что во время ввода энергии весь контурный ток протекает через источник питания, увеличивая габариты и потери энергии устройства в не лом.

Известен также генератор импульсов тока, содержащий конденсаторную батарею, присоединенную к основной обмотке электромагнита через мост из первого и второго тиристоров и первого и второго диодов; коммутирующую обмотку со средней точкой, выводы которой связаны между собой через согласно включенные третий и четвертый тиристоры; коммутирующий конденсатор, 30 присоединенный между средней точкой коммутирующей обмотки и общей точкой третьего и четвертого тиристоров, причем неуправляемые вентили моста подключены непосредственно к концам основной обмотки электромагнита [2].

Недостатком этого устройства является то, что оно не содержит устройства ввода, а применение известных '4 устройств ввода энергии не эффективны для него.

Цель изобретения - обеспечение ввода энергии от низковольтного источ ника постоянного напряжения, т. е.

расширение Функциональных возможностей .

Эта цель достигается тем, что в генераторе импульсов тока, содержащем накопительную конденсаторную ба20 тарею, присоединенную к основной обмотке электромагнита через мост из первого и второго тиристоров и первого и второго диодов, коммутирующую обмотку со средней точкой, выводы ко25 торой связаны между собой через согласно включенные третий и четвертый тиристоры, коммутирующий конденсатор, присоединенный между средней точкой коммутирующей обмотки и обшей точкой третьего и четвертого тиристоров, введены дроссель и пятый тиристор, один вывод вторичной обмотки дросселя присоединен к аноду первого диода моста, второй вывод вторичной обмотки - к аноду первого тиристора моста, а первый вывод первичной обмотки соединен с одной шиной источника питания, и второй вывод первичной обмотки подсоединен к катоду пятого тиристора, анод которого присоединен к другой шине источника питания.

принципиальная схема генератора импульсов тока с устройством ввода энергии представлена на Фиг. 1; на Фиг. 2 даны диаграммы напряжений и токов.

Устройство состоит из накопительной конденсаторной батареи 1, моста 2 из неуправляемых и управляемых вентилей, электро?<агнита с обмоткой возбуждения 3 и коммутирующей обмоткой 4 со средней точкой, управляемые вентили (тиристоры) 5 и 6, коммутирующий конденсатор 7, управляемые вентили моста (тиристоры) 8 и 9, диоды 10 и 11, дроссель 12, тиристор 13 ввода энергии, низковольтный источник 14 постоянного напряжения. На. Фиг. 2 позициями 15 и 16 показаны напряжения на обмотке возбуждения и накопительной конденсаторной батарее, 17 - напряжение на коммутирующем конденсаторе, 18 - ток коммутирующей обмотки, 19 - ток обмотки возбуждения, 20 - ток в индуктивности дросселя.

В исходном состоянии накопительная конденсаторная батарея 1 и коммутирующий конденсатор 7 заряжены до требуемого напряжения с полярностью, указанной на Фиг. '1 без скобок. В мо мент ц (Фиг. 2) на тиристоры 8 и 9 моста и на тиристор 13 ввода энергии поступают запускающие импульсы. Накопительная конденсаторная батарея 1 начинает разряжаться на обмотку 3 воз буждения электромагнита 3, Нормируя Фронт импульса тока'(19). В индуктивности дросселя 12 происходит нарастание тока (20) по линейному закону. В это время вторичная обмотка дросселя 12 разомкнута.

В момент времени поступают импульсы запуска на тиристоры 5 и 6. Открывается только тиристор.5, так как к тиристору 6 напряжение комму.' тирующего конденсатора приложено в обратном направлении. Напряжение конденсатора 7 через тиристор 5 прикладывается к половине коммутирующей обмотки 4 и индуцируется в обмотку 3 возбуждения той же .полярности, но большей величины, чем напряжение в силовом контуре. При этом тиристоры 8 и 9 закрываются, ток обмотки возбуждения перехватывается коммутирующей обмоткой 4 .

поскольку ток в коммутирующей обмотке резко возрастает (18), то начинается интенсивный разряд коммутирующего конденсатора 7. В это время ток в индуктивности дросселя продолжает нарастать по линейному закону (20, Фиг. 2). Напряжение на коммутирующем конденсаторе 7, а следовательно и на обмотке 4 меняет знак и в момент tо,становится равным сумме пересчитанных в коммутирующую обмотку 4 напряжения на накопительной конденсаторной батарее и напряжения на вторичной обмотке дросселя с воздушным зазором. С этого момента напряжение ко всем диодам 10, 11 моста прикладывается в прямом направлении, и они открываются. Ток коммутирующего контура перехватывается в основной контур. После того как открываются диоды 10, 11 тиристор ввода энергии 13 выключается, так как к нему приложено обратное напряжение, первичная обмотка дросселя 12 размыкается, ток индуктивности дросселя и запасенная энергия поступает в накопительную конденсаторную батарею, компенсируя потери за импульс. Тиристор 5 остается в это время открытым, а коммутирующий конденсатор 7 заряжается полярностью, указанной в скобках (Фиг. 1), до напряжения, равного максимальному напряжению накопительной конденсаторной батареи, пересчитанному в коммутирующую обмотку 4. В следующем цикле процессы повторяются с той разницей, что теперь открывается тиристор 6, и коммутирующий конденсатор разряжается через вторую половину’ коммутирующей обмотки 4.

Таким образом, применяя генератор •удалось обеспечить ввод энергии от низковольтного источника постоянного напряжения, упростить генератор и повысить его надежность.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к радиотехн ке и бьть использовано дл  фор мировани  квазитреугольных импульсов тока в индуктивных нагрузках, например , в электромагнитах циклических ускорителей зар.тженннх частиг.. Известнн генераторы импульсов то ка, содерг-какие накопительную конденсаторную батарел, подключенную к электромагниту через вентильный ком мутационный узел, представл ющий собой мост из управл е ых и неуправл емых вентилей с устройством ко утации i. Heдocтaткo таких устройств  вл етс  то, что во врем  ввода энергии весь контурный ток протекает через источник питани , увеличива  габариты и потери энергии устройства в цеИзвестен также генератор импульсов тока, содержащий конденсаторную батарею, присоединенную к основной обмотке электромагнита через мост из первого и второго тиристоров и первого и второго диодов; коммутирующую обмотку со средней точкой, выводы ко торой св заны собой через согласно включенные третий и четвертый тиристоры; коммутируот.иП конденсатор присоединенный .ay средней точкой кoм.yтиpyюt on обмотки и обчеП точкой третьего и четвертого тиристоров, причем неуправл емые вентили мос1а подключены непосредственно к конг.ам основной обмотки элeктpo aгнитa Р J Недостатком этого устройства  вл етс  то, что оно не содержит устройства ввода, а применение известных устройств ввода энергии не э фективны дл  него. П.ель изобретени  - обеспечение ввода энергии от низковольтного источ ника посто нного напр  ;ени , т. е. расишрение ункциональных возможностей . Эта гель достигаетс  тем, что в генераторе импульсов тока, содер.жа1пем накопительную конденсаторную батарею , присоединенную к основной обмотке электромагнита через мост из первого и второго тиристоров и перрсго и второго диодов, коммутируг1.ту-/) обмотку со средней точкой, выводы которой св заны между собой через согласно включенные третий и четвертый тиристоры, коммутирующий конденсатор, присоединенный между средней точкой коммутирую ;.ей обмотки и обс.ей точкой третьего и четвертого тиристоров, введены дроссель и п тый тиристор, 5ДИН вывод вторичной обмотки дроссел  присоединен к аноду первого диода моста, второй вывод вторичной обмот и - к аноду первого тиристора моста а первый вывод первичной обмотки сое динен с одной шиноП источника питани и вторюй вывод первичной обмотки под соединен к катоду п того тиристора, анод которого присоединен кдругой шине источника питани . Принципиальна  схема генератога импульсов тока с устройством ввода энергии представлена на Лиг. 1; на иг. 2 даны диаграммы напр жений и токов. Устройство состоит из накопительнрй конденсаторной батареи 1, моста 2 из неуправл емых и управл емых вен тилей, электром.агнита с обмоткой воз буждени  3 и коммутирую1.,ей обгтоткой 4 со средней точкой, управл емые вен тили (тиристоры) 5 и б, коммутирую ;, и конденсатор 7, управл емые вентили моста (тиристоры) 8 и 9, диоды 10 и 11, дроссель 12, тиристор 13 ввода энергии, низковольтный источник 14 посто нного напр жени . На. фиг. 2 позици ми 15 и 16 показаны напр жени на обмотке возбуидени  и накопительной конденсаторной батарее, 17 - напр у ение на ко№-1утиру01пем конденсаторе , 18 - ток коммутиру; 1П1.ей обмотки , 19 - ток oб 1oтки возбуждени , 20 - ток в индуктивности дроссел . В исходном состо нии накопительна конденсаторна  батаре  1 и кoм 1yтиpy 01цй конденсатор 7 зар жены до требу напр жени  с пол рностью, указанной н). (Ъиг. 1 без скобок. В мо мент t (гЪиг. 2) на тиристоры 8 и 9 моста и на тиристор 13 ввода энергии поступают запускающие импульсы. Нако пительна  конденсаторна  батаре  1 начинает разр  хатьс  на обмотку 3 во бухсдени  электромагнита 3, лормиру  фронт импульса тока119). В индуктивности дроссел  12 происходит нарастание тока (20) по линейному зако ну. В это врем  вторична  обмотка дроссел  12 разомкнута. В MOMeiiT времени t поступают импульсы запуска на тиристоры 5 и 6. Открываетс  только тиристор.5, так как к тиристору 6 напр жение коммутирующего конденсатора приложено в обратном направлении. Напр жение кон денсатора 7 через тиристор 5 приклад ваетс  к половине коммутирующей обмо ки 4 и индудируетс  в обмотку 3 возбуждени  той же .пол. рности, но большей величины, чем напр жение в силовом контуре. При этом тиристоры 8 и 9 закрываютс , ток обмотки возбуждени  перехватываетс  коммутирующей об моткой 4 . ПОСКОЛЬКУ ток в коммутиру 1.ей об мотке резко возрастает (18), то начи наетсп интенсивный разр д коммутируЮ1Цего конденсатора 7. В это врем  ток в индуктивности дроссел  продолжает нарастать по линейному закону (20, Лиг. 2). Напр жение на коммутируюшем конденсаторе 7, а следовательно и на обмотке 4 мен ет знак и в момент t становитс  равным сумме пересчитанных в ком 1утируюпуп обмотку 4 напр;:жени  на накопительной конденсаторной батарее и напр  хени  на вторичной обмотке дроссел  с возду гньг зазором. С этого момента напр жение ко всем диодам 10, 11 моста прикладываетс  в пр мом направлении, и они открываютс . Ток коммутирующего контура перехватываетс  в основной контур . После того как открыва. диоды 10, 11 тиристор ввода энергии 13 выключаетс , так как к нему приложено обратное напр жение, первична  обмотка дроссел  12 размыкаетс , ток индуктивности дроссел  и запасенна  энерги  поступает в накопительную конденсаторную батарею, компенсиру  потери за импульс. Тиристор 5 остаетс  в это врем  открытым, а коммутирующий конденсатор 7 зар жаетс  пол рностью, указанной в скобках (Фиг. 1), до напр жени , равного максимальному напр жению накопительной конденсаторной батареи, пересчитанному в коммутирующую обмотку 4. в следующем цикле процессы повтор ютс  с той разницей, что теперь открываетс  тиристор 6, и коммутирующий конденсатор разр жаетс  через вторую половину коммутирующей обмотки 4. Таким образом, примен   генератор удалось обеспечить ввод энергии от низковольтного источника посто нного напр жени , упростить генератор и повысить его надежность. Формула изобретени  Генератор импульсов тока, содержащий накопительную конденсаторную батарею, присоединенную к основной обмотке электромагнита через мост из первого и второго тиристоров и первого и второго диодов, коммутирующую обмотку со средней точкой, выводы которой св заны между собой через согласно включенные третий и четвертый тиристоры, коммутирующий конденсатор, присоединенный между средней точкой коммутирующей обмотки и общей точкой третьего и четвертого тиристоров, отличающийс - тем, что, с целью расширени  Функциональных возможностей , в него введены дроссель и п тый тиристор, один вывод вторичной обмотки дроссел  .присоединен к аноду первого диода моста, второй вывод вторичной обмотки подсоединен к аноду первого тиристора моста, а первый вы