емкостный накопитель

Формула изобретения

Емкостный накопитель, содержащий однофазный выпрямитель, коммутирующий конденсатор и накопительный конденсатор, отличающийся тем, что введены повышающий трансформатор, датчик напряжения и однофазный инвертор на ключевых парах из встречно-параллельных диодов и тиристоров с нагрузочным контуром в диагонали его моста из последовательно включенных коммутирующего дросселя, коммутирующего конденсатора и первичной обмотки повышающего трансформатора, содержащей отпайки с тиристорными ключами, к выходу вторичной обмотки повышающего трансформатора подключен однофазный выпрямитель, к выходу которого подключен накопительный конденсатор, к которому подключен датчик напряжения, состоящий из делителя напряжения и устройства управления тиристорными ключами, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристорных ключей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания озонатора.

Известно устройство, состоящее из трансформатора, транзисторных ключей, выпрямителей, а также датчиков потребляемого и разрядного тока, задающего генератора, блока управления транзисторным преобразователем, датчика напряжения на накопителе, компараторов, амплитудного селектора, усилителя потребляемого тока, блока управления ступенями [1].

Недостатками данного устройства являются большие массогабаритные показатели, невозможность регулирования потребляемой мощности.

Известно устройство, состоящее из трехфазного управляемого выпрямителя, однофазного мостового инвертора с нагрузочным контуром в диагонали переменного тока, содержащим коммутирующий конденсатор, датчика выпрямленного тока с фильтром, датчика переменного тока, системы импульсно-фазового управления выпрямителем, регулятора и источника задающих напряжений, трехфазного трансформатора, диода, однофазного трансформатора, задающего генератора, распределителя импульсов, блока выходных каскадов, триггера, порогового элемента [2].

Недостатком данного устройства является сложность системы управления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, состоящее из дросселя с отпайками, к которым присоединены тиристорные ключи, выпрямителя, коммутирующего конденсатора, накопительного конденсатора [3].

Недостатком прототипа является необходимость подвода высокого напряжения к выводам устройства, ввиду отсутствия повышающего трансформатора.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является стабильность средней потребляемой мощности емкостным накопителем за счет изменения коэффициента трансформации.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем однофазный выпрямитель, коммутирующий конденсатор, отпайки с тиристорными ключами, накопительный конденсатор, в отличие от прототипа введен однофазный мостовой инвертор со встречно параллельными диодами, с нагрузочным контуром в диагонали моста, который включает в себя, помимо вышеперечисленных элементов, коммутирующий дроссель и повышающий трансформатор, и датчик напряжения на накопителе, состоящий из делителя напряжения и устройства управления тиристорными ключами.

Сущность емкостного накопителя поясняется чертежами: схема емкостного накопителя приведена на фигуре 1, на фигуре 2 показан график потребляемой мощности емкостным накопителем в зависимости от номера периода.

Емкостный накопитель содержит включенные встречно параллельно диод 1 и тиристор 2, которые образуют первую ключевую пару, соответственно диод 3 и тиристор 4 вторую ключевую пару, диод 5 и тиристор 6 третью ключевую пару, диод 7 и тиристор 8 четвертую ключевую пару. Первая и четвертая ключевые пары своими общими точками присоединены к положительному входу, вторая и третья ключевые пары присоединены к отрицательному входу. Общие точки первой и второй ключевых пар присоединены к коммутирующему дросселю 9. Общие точки третьей и четвертой ключевых пар присоединены к выводам тиристорных ключей. Коммутирующий дроссель 9 соединен с коммутирующим конденсатором 10, который соединен с первичной обмоткой трансформатора 11, имеющей отпайки 12, 13 с тиристорными ключами 14, 15. Тиристорный ключ 16 присоединен последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Выпрямитель 17, включенный во вторичную обмотку трансформатора, присоединен к накопительному конденсатору 18, к которому присоединен датчик напряжения на накопителе, состоящий из делителя напряжения 19 и устройства управления тиристорными ключами 20. Устройство работает следующим образом: при подключении к источнику питания в один полупериод работает первая и третья ключевые пары, в другой - вторая и четвертая ключевые пары, в результате чего по первичной обмотке трансформатора 11 протекает переменный ток. Колебательный перезаряд осуществляется коммутирующим дросселем 9 и коммутирующим кондесатором 10. К зажимам выпрямителя 17, к которым присоединен накопительный конденсатор 18, приложено выпрямленное напряжение.

В состав устройства управления тиристорными ключами входят компараторы, число которых равно числу тиристорных ключей. В начальный момент времени включен один из компараторов, подключенный к тиристорному ключу 16, то есть работает вся первичная обмотка трансформатора 11, этим самым ускоряется заряд, но его величина меньше, в соответствии:



где - реальная емкость конденсатора;

- коэффициент трансформации.

При достижении напряжения на накопителе заданного значения для первого компаратора включается второй компаратор, блокирующий первый, включая при этом тиристорный ключ 14. Этим самым уменьшается число витков первичной обмотки трансформатора, это позволяет увеличить скорость передачи энергии источника питания в накопительный конденсатор 18. А по достижению накопителем напряжения, равного заданному для второго компаратора, включается третий компаратор, блокирующий преведущий, так происходит включение тиристорного ключа 15.

Когда напряжение накопительного конденсатора достигнет заданного значения, его разряжают во внешнюю цепь. При необходимости число тиристорных ключей можно увеличить, что позволит изменять коэффициент трансформации практически плавно.

Итак, заявляемое изобретение позволяет стабилизировать значение средней потребляемой мощности емкостным накопителем за счет изменения коэффициента трансформации.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР N 813723, МКИ H 03 K 3/53, опубл. 1981.

2. Патент Российской Федерации N 2020710, МКИ H 02 M 5/45, опубл. 1994.

3. Авторское свидетельство СССР N 866713, МКИ H 03 K 3/53, опубл. 1981.