ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ


RU (11) 2076442 (13) C1

(51) 6 H02M3/06, H03K3/53 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94045551/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.12.29 
(45) Опубликовано: 1997.03.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Булатов О.Г., Царенко А.И., Поляков В.Д. Тиристорно- конденсаторные источники питания для электротехнологии, с.23, 26 и 28. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "ЭЛСИ" 
(72) Автор(ы): Силкин Е.М. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "ЭЛСИ" 

(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ 

Использование: изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания (ИП) электрофлотокоагулятора. Сущность: изобретение обеспечивает снижение затрат электроэнергии на проведение технологического процесса, содержит подключенную к положительному и отрицательному входным выводам (ВЫ) последовательную цепь (ПЦ), из первого тиристора (ТИ) 1, пяти конденсаторов (КН) 2-6 и первого дросселя (ДР) 7, пять диодов 8-12, шунтирующих КН 2-6 ПЦ, пять ТИ 13-17, причем два ТИ 13, 14 соединены катодами (КА), а три ТИ 15-17 - анодами (АН), общие точки соединения (ОТ) ТИ 13-17 подключены к первому выходному ВЫ, АН ТИ 13, 14 подключены соответственно к обкладкам первого КН 2 ПЦ, катоды ТИ 15, 17 подключены соответственно к общим точкам соединения третьего КН 4 и четвертого КН 5, четвертого КН 5 и пятого КН 6 ПЦ и ОТ соединения пятого КН 6 и первого ДР 7 ПЦ, второй ДР 18, причем ОТ соединения второго КН 3 и третьего КН 4 ПЦ подключена к второму выходному ВЫ через второй ДР 18. Источник постоянного напряжения 19 подключен к входным ВЫ а нагрузка 20 - к выходным ВЫ ИП. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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

Известен источник питания импульсным током, содержащий подключенный анодной группой к положительному входному выводу однофазный мост на тиристорах с конденсатором в диагонали переменного тока, а катодной группой к первому выходному выводу, второй выходной вывод которого соединен с отрицательным входным выводом (Булатов О.Г. и др. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии. М. Энергоатомиздат, 1989, с. 23).

Недостатком источника питания является повышенные затраты электроэнергии на проведение процесса при работе в составе установки электрофлотокоагулирования из-за пассивации электродов.

Известен источник питания импульсным током, содержащий подключенный анодом к положительному входному выводу тиристор, зашунтированный встречным диодом и последовательной цепью из конденсатора и дросселя, а катодом к первому выходному выводу, второй выходной вывод которого соединен с отрицательным входным выводом, выходные выводы зашунтированы встречным диодом (Булатов О. Г. и др. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии. М. Энергоатомиздат, 1989, с. 26).

Недостатком источника питания являются повышенные затраты электроэнергии на проведение процесса при работе в составе установки электрофлотокоагулирования из-за пассивации электродов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является источник питания импульсным током (Булатов О.Г. и др. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии. М. Энергоатомиздат, 1989, с. 28), который и рассматривается в качестве прототипа.

Прототип содержит, подключенный анодом к положительному входному выводу первый тиристор, катод которого соединен с анодом второго тиристора, катод второго тиристора соединен с первым выходным выводом, последовательную цепь из дросселя и конденсатора, свободный вывод дросселя подключен к отрицательному входному выводу, диод, анод которого подключен к общей точке соединения дросселя и конденсатора последовательной цепи и второму выходному выводу, а катод к первому выходному выводу, свободная обкладка конденсатора последовательной цепи подключена к общей точке соединения первого и второго тиристора.

Недостатком прототипа является повышенные затраты электроэнергии на проведение процесса при работе в составе установки электрофлотокоагулирования из-за пассивации электродов.

Изобретение направлено на решение задачи улучшения условий согласования источника питания импульсным током с нагрузкой в составе установки электрофлотокоагулирования, а также повышение энергетических характеристик за счет снижения затрат электроэнергии на проведение технологического процесса, что является целью изобретения.

Это достигается тем, что в источник питания импульсным током, содержащий подключенный анодом к положительному входному выводу первый тиристор, катод которого соединен с анодом второго тиристора, катод второго тиристора соединен с первым выходным выводом, первую последовательную цепь из дросселя и конденсатора, свободный вывод дросселя подключен к отрицательному входному выводу, диод, анод которого подключен к общей точке соединения дросселя и конденсатора первой последовательной цепи, введены вторая последовательная цепь из n конденсаторов, соединяющая свободную обкладку конденсатора первой последовательной цепи и общую точку соединения первого и второго тиристоров, n диодов, шунтирующих встречно конденсаторы второй последовательной цепи, второй дроссель и n тиристоров, причем m тиристоров соединены анодами, а n-m тиристоров соединены катодами, общие точки соединения тиристоров подключены к первому выходному выводу, катод диода подключен к общей точке соединения первой и второй последовательной цепи, катоды m тиристоров подключены соответственно к общей точке соединения дросселя и конденсатора первой последовательной цепи, общей точке соединения первой и второй последовательной цепи и общим точкам соединения 1.m-1 конденсаторов второй последовательной цепи, общая точка соединения m-1, m конденсаторов второй последовательной цепи подключена к второму выходному выводу через второй дроссель, аноды n-m тиристоров подключены к общим точкам соединения m.n конденсаторов второй последовательной цепи.

Существенным отличием, характеризующим изобретение, является снижение затрат электроэнергии на проведение технологического процесса электрофлотокоагулирования. Это обеспечивается за счет исключения явления пассивации электродов, а также лучшими условиями согласования источника питания с нагрузкой в составе установки электрофлотокоагулирования.

Снижение затрат электроэнергии на проведение процесса электрофлотокоагулирования является достигнутым техническим результатом, обусловленным введением новых элементов и связей в схему устройства, т.е. отличительными признаками. Таким образом, отличительные признаки заявленного источника питания импульсным током являются существенными.

На чертеже приведена принципиальная схема источника питания импульсным током, соответствующая варианту выполнения n 4, m 3.

Источник питания импульсным током содержит, подключенную к положительному и отрицательному входным выводам последовательную цепь из первого тиристора 1, пяти конденсаторов 2-6 и первого дросселя 7, пять диодов 8-12, шунтирующих конденсаторы последовательной цепи, пять тиристоров 13-17, причем два тиристора соединены катодами, а три тиристора анодами, общие точки соединения тиристоров подключены к первому выходному выводу, аноды двух тиристоров подключены соответственно к обкладкам первого конденсатора последовательной цепи, катоды трех тиристоров подключены соответственно к общим точкам соединения третьего и четвертого, четвертого и пятого конденсаторов последовательной цепи и общей точке соединения пятого конденсатора и первого дросселя последовательной цепи, второй дроссель, причем общая точка соединения второго и третьего конденсаторов последовательной цепи подключена к второму выходному выводу через дроссель. Источник постоянного напряжения 19 подключен к входным выводам, а нагрузка 20 к выходным выводам устройства.

Источник питания импульсным током работает следующим образом. Импульсы управления на тиристоры 1, 13-17 подаются поочередно в последовательности: 1, 14, 15, 16, 17, 13. При включении тиристора 1 происходит заряд конденсаторов 2-6 от источника постоянного напряжения по цепи: 19 1 2 4 5 6 7 - 19. Емкости конденсаторов 2-6 в общем случае могут быть выбраны как равными, так и различными. В случае равенства емкостей конденсаторы 2-6 заряжаются до равных напряжений, составляющих при малых значениях индуктивности дросселя 7 приблизительно 0,2 от напряжения источника 19. Дроссель 7 обеспечивает нормальные условия для коммутации тиристора 1. Следующий тиристор 14 включается по окончании интервала задержки с момента выключения тиристора 1, что необходимо для восстановления управляющих свойств последнего. При работе тиристора 14 конденсатор 3 разряжается по цепи: 3 14 20 18 3. Через нагрузку 20 протекает импульс тока положительной полярности. Энергия, накопленная в электрическом поле конденсатора 3 на интервале проводимости тиристора 1, полностью расходуется в нагрузке 20. Дроссель 18 обеспечивает снижение скорости нарастания тока через тиристор 14 в момент включения. Диод 9 исключает заряд конденсатора 3 до напряжения отрицательной полярности (противоположной исходной). После выключения тиристора 14 в работе источника имеет место пауза, в течение которой тиристор 14 восстанавливает свои управляющие свойства. По окончании интервала паузы включается тиристор 15. Через нагрузку 20 протекает импульс тока отрицательной полярности по цепи: 4 18 20 15 4. Далее электромагнитные процессы в источнике протекают аналогично. При включении тиристора 16 через нагрузку 20 протекает импульс тока отрицательной полярности по цепи: 5 10 18 20 16 5. При включении тиристора 17 через нагрузку 20 также протекает импульс тока отрицательной полярности по цепи: 6 11 10 18 20 17 6. При включении тиристора 13 через нагрузку 20 протекает импульс тока положительной полярности по цепи: 2 13 20 18 9 2. Полный цикл работы заканчивается в момент включения тиристора 1. В каждом цикле работы электромагнитные процессы в источнике питания полностью повторяются.

Рассмотренный источник питания импульсным током соответствует частному случаю реализации схемы для n 4, m 3. Если емкости конденсаторов 2-6 различны, то при работе тиристора 1 они заряжаются до напряжений обратно пропорциональных величинам емкостей. При этом электромагнитные процессы в устройстве протекают аналогично. Значения коэффициентов n и m выбираются в зависимости от напряжения источника постоянного напряжения, требуемого уровня выходного напряжения, мощности устройства, допустимых затрат электроэнергии, временных характеристик технологического процесса и качества воды, подвергаемой электрофлотокоагулированию. Вариант реализации для n 4, m 3 предназначен для случая питания от источника постоянного напряжения 500 В.

Электромагнитные процессы в устройстве для n 4, m 3 аналогичны описанным.

Предлагаемый источник питания импульсным током обеспечивает эффективное согласование с нагрузкой по уровню напряжения и мощности, а также форме импульсов тока через электроды электрофлотокоагулятора. Изменение полярности импульсов выходного тока позволяет уменьшить влияние явления пассивации электродов электрофлотокоагулятора. В результате, по сравнению с прототипом, уменьшается время проведения технологического процесса, снижаются затраты электроэнергии, повышается качество очистки воды. Согласно экспериментальным данным затраты электроэнергии на проведение технологического процесса могут быть уменьшены на 30-250% в зависимости от качества воды, подвергаемой электрофлотокоагулированию. По сравнению с прототипом заявляемый источник питания импульсным током позволяет уменьшить время проведения процесса в 1,5-3 раза и повысить качество очистки воды на 5-10% 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Источник питания импульсным током, содержащий подключенный анодом к положительному входному выводу первый тиристор, катод которого соединен с анодом второго тиристора, катод второго тиристора соединен с первым выходным выводом, первую последовательную цепь из дросселя и конденсатора, свободный вывод дросселя подключен к отрицательному входному выводу, диод, анод которого подключен к общей точке соединения дросселя и конденсатора первой последовательной цепи, отличающийся тем, что введены вторая последовательная цепь из n конденсаторов, соединяющая свободную обкладку конденсатора первой последовательной цепи и общую точку соединения первого и второго тиристоров, n диодов, шунтирующих встречно конденсаторы второй последовательной цепи, второй дросель и n тиристоров, причем m тиристоров соединены анодами, а n m тиристоров соединены катодами, общие точки соединения тиристоров подключены к первому выходному выводу, катод диода подключен к общей точке соединения первой и второй последовательных цепей, катоды m тиристоров подключены соответственно к общей точке соединения дросселя и конденсатора первой последовательной цепи, общей точке соединения первой и второй последовательной цепи и общим точкам соединения 1 m-1 конденсаторов второй последовательной цепи, общая точка соединения (m 1)-го и m-го конденсаторов второй последовательной цепи подключена к второму выходному выводу через второй дроссель, аноды n m тиристоров подключены к общим точка соединения m n конденсаторов второй последовательной цепи.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru