Управляемый дуговой генератор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 733091

Ф

-ъ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.10.77 (21) 2535711/18 — 21 (5 I ) M. Кл.

Н 03 К 3/53 с присоединением заявки №

Государственный квинтет (23) Приоритет яо делан изобретений и открытий

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 05.05.80 (53у УДК621374 (088.8) А. Г. Сибатов, В. П. Иванов и В. Л. Макаров,.

),ó н;,в,угвр (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ДУГОВОЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к дутовым генераторам с электронным управлением, применяемым в количественном спектральном анализе для возбуждения спектра; может быть использовано при

S точных определениях количественного состава веществ в научных исследованиях и в условиях заводских лабораторий.

Известны управляемые дуговые генераторы переменного тока для спектрального анализа с регулированием режима дугового разряда путем управления фазой поджига дуги при ., помоши электронных схем, обеспечивающих поджиг дуги (ионизацию межэлектродного аналитического промежутка) в определенной фазе напряжения сети за счет управления разрядом конденсатора, включенного в цепь первичной обмотки выходного высокочастотного трансформатора, нагруженного на искровой контур (1).

Принцип действия этих управляемых дуговых генераторов заключается в том, что для управления разрядом конденсатора используется (после соответствующего усиления) 2 электрический синхроимпульс, который формируется сравнивающими устройствами типа амплитудных компараторов (ждушие мультивибраторы, триггеры Шмидта и т.п.) в момент сравнения переменного напряжения сети (или части этого напряжения) с регулируемым уровнем постоянного напряжения, который

:.оответствует определенной фазе напряжения сети.

Наиболее близок к предлагаемому управляемый генератор, содержащий разделительный входной трансформатор (питаюгцийся от сети), выход которого через фазосдвигаюший мост с регулируемой фазой сдвига подключен ко входу амплитудного компаратора, имеющего некоторый постоянный уровень напряжения сравнения. Выход амплитудного комнаратора через усилитель соединен со вкололi электронного ключа, управляюгцего разрядом конденсатора 12), Принцип работы этого генератора аналогичен принципу работь1 генератора, описанного выше.

733091

В прототипе импульс поджига дуги практически совпадает с моментом указанных выше напряжений (переменного и постоянного) в амплитудном компараторе.

Это объясняет основной недостаток подобных управляемых дуговых генераторов, связанный с использованием в них амплитудных компараторов для сравнения напряжения сети с заданным постоянным уровнем напряжения, заключающийся в зависимости момента выдачи выходного импульса сравнения амплитудного компаратора от случайных. возмущений напряжения в сети переменного тока (колебания амплитуды переменного напряжения до

15% относительно номинальной амплитуды и индустриальные импульсные помехи в сети).

Эта зависимость момента выдачи синхроимпульса поджига амплитуцным компаратором от случайных факторов и определяет в основном нестабильность фазы поджига, а значит и режима дугового разряда в аналитическом промежутке дутового разряда.

Цель изобретения — повышение стабильности фазы поджига дуги.

Эта цель достигается тем, что в управляемый дуговой генератор, содержащий входной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику синусоидалъного напряжения, и конденсатор с цепью заряда, подключенный через электронный разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя, к первичной обмотке выходного трансформатора, нагруженного на искровой контур, введены два нуль-органа, входы которых подключены к раздельным вторичным обмоткам входного трансформатора, сумматор, регулятор задержки„два ключа и два селектора-формирователя, входы которых соединены с выходами нуль-органа, а выходы через два ключа связаны со вхоцами сумматора, выход которого через регулятор задержки подключен ко входу усилителя, На чертеже приведена схема управляемого дугового генератора.

Входной трансформатор 1 первичной обмоткой подключен к сети. С двух вторичных обмоток часть напряжения сети подается раздельно на входы двух нуль-органов 2 и 3, выходы которых соединены со входами селекторов-формирователей 4 и 5 соответственно, служащих для выделения и стандартизации задающих синхроимпульсов, совпадающих с моментами перехода сетевого напряжения через нуль.

Выходы селекторов-формирователей 4 и 5 через независимо управляемые ключи 6 и 7 подсоединены карый к одному из двух входов сумматора 8, а выход сумматора соединен со вхоцом регулятора 9 задержки импуль10

И

4 сов (например, точное кипп-реле с дифференцирующей цепью и диодным ограничителем на выходе). Выход регулятора задержки 9 соединен со входом усилителя 10, который служит для усиления и формирования электрических импульсов с длительностью н амплитудой, достаточной для управления эле стройным разрядным ключом 11 (управляемый разрядник, тиратрон, тиристор и т.п.), через который (при его открытом состоянии) происходит разряд высоковольтного конденсатора 12.

Цепь разряда конденсатора 12 состоит из ключа 11 и первичной обмотки выходного трайсформатора 13.

Выполнение заряда конденсатора 12 от источника питания происходит через резистор 14, Вторичная обмотка трансформатора 13, блокировочный конденсатор 15 и балластный резистор 16 представляют собой элементы искрового контура 17 дугового генератора, обеспечивающего дуговой режим разряда в межэлектродном аналитическом промежутке.

Управляемый дуговой генератор работает следующим образом.

Часть переменного напряжения сети с одной из вторичных обмоток входного трансформатора 1 поступает на вход нуль-органа 2, который выдает на выходе либо перепад напряжения, либо непосредственно импульсы напряжения (в зависимости от типа нуль-органа) в момент перехода сетевого напряжения через нуль.

Затем сигнал с нуль-органа 2 (перепады или импульсы напряжения) поступает на селектор-формирователь 4, где вьщеляются импульсы напряжения, соответствующие переходу синусоидального напряжения сети через нуль только с положительных значений на отрицательные (например эа счет дифференцирования и ограничения) и стандартизации их по форме и амплитуде. С выхода селектора-формирователя 4 синхроимпульсы через управляемые ключи поступают на один из входов сумматора 8.

В другом подобном канале, состоящем из нуль-органа 3 и селектора-формирователя S, формируются синхроимпульсы, соответствующие переходу напряжения сети через нуль с отрицательных значений на положительные, которые через ключ 7 поступают на другой вход сумматора 8. Таким образом, управляя ключами 6 и 7, можно управлять прохождением синхроимпульсов на входы сумматора 8, на выходе которого в зависимости от положения ключей появляются импульсы, совпадающие с моментом перехода напряжения сети через нуль или с положительных значений на отрч! цательные (замкнут только ключ 6), нли с отрицательных на положительные (замкнут

ЦНИИПИ Заказ 1768/47

Тираж 995 Подписное

5 только ключ 7), или при любых переходах напряжения сети через нуль (замкнуты оба ключа) .

Таким образом, при помощи ключей можно регулировать полярность дуги, обеспечивая либо однополярный режим (любой полярности) либо двуполярный режим.

Затем синхроимпульсы, совпадающие с моментом перехода напряжения сети через нуль, поступают на регулятор задержки 9, где задерживаются на время, соответствующее заданной фазе напряжения сети.

Задержанные синхроимпульсы после усиления в усилителе 10 управляют работой электронного разрядного ключа 11. Запертый в обычном состоянии, он открывается лишь с приходом задержанного синхроимпульса.

При этом происходит разряд конденсатора

12 через ключ 11 и первичную обмотку повышающего выходного трансформатора 13, со вторичной обмотки которого снимается выcoKoBoJIbTHbIH импульс напряжения, подаваемый через блокировочный конденсатор 15 на межэлектродный аналитический промежуток в качестве поджигающего.

Нестабильность фазы поджига дуги при такой схеме формирования поджигающего импульса фактически зависит лишь от колебаний частоты сети, так как формирование задающих синхроимпульсов происходит в моменты перехода переменного напряжения сети через нуль, т.е. практически при почти полном отсутствии импульсных помех в сети и влияния колебаний амплитуды сетевого напряжения. Последующая же задержка синхроимпульсов в соответствии с заданной фазой сетевого напряжения может быть осуществлена весьма точными электронными устройствами регулируемой временной задержки с питанием от стабилизированных источников.

Колебания частоты в сети намного меньше, чем колебания амплитуды. Например, при часготе 50 гц и напряжении 220 В колебания составляют соответственно 2 и 15%. Учитывая то, что при определенных фазах поджига эти

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

733091 6 колебания амплитуды приводят в управляемых дуговых генераторах (в которых применяются для выработки синхроимпульса поджига амплитудные компараторы} к почти таким же относительным изменениям фазы поджига„можно сказать, что стабильность воспроизведения заданной фазы поджига в предлагаемом управляемом дутовом генераторе при колебаниях амплитуды переменного напряжения и им о пульсных помехах в сети намного выше, чем в управляемых дуговых генераторах, использующих для выработки синхроимпульса поджига фазовращаюшие устройства на переменном гоке и амплитудные компараторы.

Формула изобретения

Управляемый дуговой генератор, содержащий входной трансформатор, первичная обмотка

2о которого подключена к источнику синусоидального напряжения, и конденсатор с цепью заряда, подключенный через электронный разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя, к первичной обмотке выходного трансформатора, нагруженного на искровой контур, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности фазы поджига дуги, в него введены два нульоргана, входы которых подключены к раздельным вторичным обмоткам входного трансформатора, сумматор, регулятор задержки, два ключа и два селектора-формирователя, входы которых соединены с выходами нуль-органов, а выходы через два ключа связаны со входа35 ми сумматора, выход которого через регулятор задержки подключен ко входу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Применение спектрального анализа в на4О родном хозяйстве и научных исследованиях, Изд-во Института физики АН БССР, Минск, 1974, с. 65-70.

2. Воронов Б. Г. Широкодиапазонный генератор УГЭ вЂ” 4, "ЖПС" т. 19, с. 159-165, 45 1973 (прототип) .