Тиристорний генератор імпульсів струму

Тиристорний генератор імпульсів струму, що складається з блока керування, джерела постійної напруги, приєднаних до першого його виводу М зарядних ланцюгів, кожний з яких складається з послідовно включених зарядного тиристора і N дроселів, до виходу кожного з яких підключений розрядний ланцюг, що складається з накопичувального конденсатора і розрядного тиристора, другий вивід якого з'єднаний з першим виводом навантаження, другий вивід навантаження з'єднаний з другим виводом джерела постійної напруги і другим виводом накопичувального конденсатора, перший вивід якого і перший вивід розрядного тиристора з'єднані з виходом дроселя, при цьому керуючі електроди зарядних і розрядних тиристорів з'єднані з блоком керування, який відрізняється тим, що в кожен розрядний ланцюг введений діод, включений обернено-паралельно розрядному тиристору, при цьому кількість зарядних ланцюгів М і дроселів N складає цілі числа. Винахід відноситься до імпульсної техніки, зокрема до генераторів електричних імпульсів і може бути використаний як джерело живлення електроіскрового легування, електроерозійного диспергування металів, гравірування металів, імпульснохвильових і магнітно-імпульсних установок для створення вібрацій в конструкціях, установок із струмами високої частоти для загартовування і паяння металів. Відомий тиристорний генератор імпульсів струму складається з блоку керування, джерела постійної напруги, приєднаного до першого його виводу зарядного ланцюга, що складається з послідовно включених зарядного тиристора і дроселя, до виходу якого підключений перший вивід накопичувального конденсатора і розрядний тиристорний ключ, вихід якого з'єднаний з першим виводом навантаження, другий вивід якого з'єднаний з другим виводом накопичувального конденсатора і другим виводом джерела постійної напруги, при цьому управляючі електроди тиристорів з'єднані з блоком керування, з яким також з'єднаний другий вивід перезарядного тиристора, перший вивід яко го з'єднаний з другим виводом зарядного тиристора (опис до авторського свідоцтва CPCP №1274124, МПК Н03К 3/53, 1986). Проте відомий тиристорний генератор імпульсів струму не дозволяє одержувати імпульси високої потужності. Крім того, такий генератор має невисоку надійність і економічність. Є відомий тиристорний генератор імпульсів струму, що складається з блоку керування, джерела постійної напруги, приєднаних до першого його виводу M зарядних ланцюгів, кожний з яких складається з послідовно з'єднаних зарядного тиристора і N дроселів, до виходу кожного з яких підключений перший вивід накопичувального конденсатора і перший вивід розрядного тиристора, другий вивід якого з'єднаний з першим виводом навантаження, другий вивід якого з'єднаний з другим виводом накопичувального конденсатора і другим виводом джерела постійної напруги, при цьому управляючі електроди тиристорів з'єднані з блоком керування (опис до патенту Російської Федерації №2033690, Фіг.1, МПК Н03К 3/53, 1995, прототип). (19) UA (11) 86794 (13) (21) a200610324 (22) 28.09.2006 (24) 25.05.2009 (46) 25.05.2009, Бюл.№ 10, 2009 р. (72) МАЛЯВІН МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ШЕВЧЕНКО АНАТОЛІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "СПЕЦМОНТАЖМОДУЛЬ", UA (56) UA 15094 U, 15.06.2006 UA 1138 U, 15.01.2002 UA 35815 A, 16.04.2001 UA 15699 C1, 30.06.1997 GB 1100617 A, 24.01.1968 RU 2033690 C1, 20.04.1995 SU 1274124 A1, 30.11.1986 RU 2254664 C1, 20.06.2005 RU 2095941 C1, 10.11.1997 RU 2181521 C2, 20.04.2002 GB 1179496 A, 28.01.1970 DE 3515644 A1, 30.10.1986 C2 1 3 Відомий тиристорний генератор імпульсів струму дозволяє одержувати імпульси високої потужності, але такий генератор має невисоку надійність і економічність на підвищених частотах. Крім того, такий генератор не дозволяє одержувати різнополярні імпульси в індуктивному навантаженні для виключення намагнічування металів. Задачею винаходу є вдосконалення тиристорного генератора імпульсів струму шляхом введення нових елементів схеми замість інших і зміни схеми з метою підвищення надійності, економічності на підвищених частотах, отримання різнополярних імпульсів в індуктивному навантаженні для виключення намагнічування металів. Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому тиристорному генераторі імпульсів струму, що складається з блоку керування, джерела постійної напруги, приєднаних до першого його виводу M зарядних ланцюгів, кожний з яких складається з послідовно включених зарядного тиристора і N дроселів, до виходу кожного з яких підключений розрядний ланцюг, що складається з накопичувального конденсатора і розрядного тиристора, другий вивід якого з'єднаний з першим виводом навантаження, другий вивід якого з'єднаний з другим виводом джерела постійної напруги і другим виводом накопичувального конденсатора, перший вивід якого і перший вивід розрядного тиристора з'єднані з виходом дроселя, при цьому управляючі електроди зарядних і розрядних тиристорів з'єднані з блоком керування, відповідно до винаходу, в кожен розрядний ланцюг введений діод, включений обернено-паралельно розрядному тиристору, де M і N - цілі числа. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена принципова схема пропонованого генератора. Тиристорний генератор імпульсів струму складається з джерела постійної напруги 1, приєднаних до першого його виводу M зарядних ланцюгів, кожний з яких складається з послідовно з'єднаних зарядного тиристора 2.1 - 2.М, до другого виводу кожного з яких підключено N дроселів 3.1.1 3.M.N, до виходу кожного з яких підключений розрядний ланцюг, що складається з накопичувального конденсатора 4.1.1 - 4.M.N і розрядного тиристора 5.1.1 - 5.M.N. Перший вивід накопичувального конденсатора 4.1.1 - 4.M.N і перший вивід розрядного тиристора 5.1.1 - 5.M.N з'єднані з виходом дроселя 3.1.1 - 3.M.N. Другий вивід кожного розрядного тиристора 5.1.1 - 5.M.N з'єднаний з першим виводом навантаження 6, другий вивід якого з'єднаний з другим виводом кожного накопичувального конденсатора 4.1.1 - 4.M.N і другим виводом джерела постійної напруги 1, при цьому управляючі електроди зарядного і розрядного тиристорів 2.1 - 2.M і 5.1.1 - 5.M.N також з'єднані з блоком 86794 4 керування 7. У кожен розрядний ланцюг введений діод 8.1.1 - 8.M.N, включений оберненопаралельно розрядному тиристору 5.1.1 - 5.M.N. Тиристорний генератор імпульсів струму працює таким чином. При подачі управляючих імпульсів з блоку керування 7 на управляючі електроди зарядних тиристорів 2-1 - 2-М (одночасно або по черзі) останні відмикаються і відбувається заряд накопичувальних конденсаторів 4.1.1 - 4.M.N через дроселі 3.1.1 - 3.M.N в коливальному режимі. Потім подаються управляючі імпульси від блоку керування 7 на управляючі електроди розрядних тиристорів 5.1.1 - 5.M.N (одночасно або по черзі), останні відмикаються і через них відбувається розряд накопичувальних конденсаторів 4.1.1 4.M.N. При одночасному відмиканні розрядних тиристорів 5.1.1 - 5.M.N дроселі 3.1.1 - 3.M.N зрівнюють струмове навантаження на кожному тиристорі. Після закінчення розряду накопичувальних конденсаторів 4.1.1 - 4.M.N струм в ланцюзі розрядних тиристорів 5.1.1 - 5.M.N не припиняється, оскільки, накопичена індуктивністю навантаження 6 (або паразитною індуктивністю дротів підключення навантаження 6), енергія починає повертатися в накопичувальні конденсатори 4.1.1 - 4.M.N, заряджаючи їх в зворотній полярності. Після припинення струму через навантаження 6 розрядні тиристори закриваються, і струм починає йти через діоди 8.1.1 - 8.M.N, розряджаючи накопичувальні конденсатори 4.1.1 - 4.M.N на навантаження 6. При цьому струм через навантаження йде у зворотному напрямі і знову перезаряджає конденсатори 4.1.1 - 4.M.N, але вже в прямій полярності. В результаті при мінімальних витратах часу на комутацію розрядних тиристорів 5.1.1 - 5.M.N по навантаженню 6 тече змінний струм з частотою, визначуваною індуктивністю навантаження 6 і ємністю накопичувальних конденсаторів 4.1.1 4.M.N. Надалі цикл повторюється по сигналах блоку керування 7. Були проведені випробування дослідного зразка в індукторі-вібраторі, який використовувався на підприємствах залізорудної промисловості м. Кривого Рогу. Дослідний зразок включав зарядні і розрядні тиристори ТБІ 500-10, діоди ДЧ 500-10, дроселі індуктивністю 100мкГн, накопичувальні конденсатори місткістю 1000мкФ і навантаження індуктивністю 75мкГн. При використовуванні тиристорного генератора імпульсів струму, виконаного згідно прототипу, спостерігалася незадовільна робота установок через намагнічування руди. Після переробки тиристорного генератора імпульсів струму, виконаного згідно пропонованій схемі, намагнічування матеріалу або металоконструкцій не спостерігалося. Економія електроенергії склала приблизно 30%. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 86794 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601