Способ стабилизации эффективногозначения переменного toka и устройстводля его осуществления

Авторы патента:

ШТЕРНЕР СЕМЕН РОМАНОВИЧ

ПАВЛОВ ПАВЕЛ АЛЕКСЕЕВИЧ

G05F3/04 - переменный ток

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских Социалистических

Республик

<ггг796831 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 26.02.79 (2!) 2731958/24-21 с присоединением заявки Но(23) Приоритет

Опубликовано 150181. Бюллетень Йо 2

Дата опубликования описания 17. 01. 81

<я)м. к,.

G 05 F 3/04, Государственными комитет

СССР по делам нзо4ретеннй н открытнй (53) УДК 621 316 .722(088.8) (72) Авторы изобретения

С. P. Штернер и П. А. Павлов

Отдел физико-технических. проблем энергетики Уральского научного центра AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электротехнических устройствах и цепях электропитания радиосистем.

Известен способ стабилизации эффективного значения переменного тока, включающий косвенный подогрев нелинейного элемента (твердотельного термосопротивления).

Способ осуществляют стабилизатором тока, содержащим нелинейный элемент,и нагревательное устройство (1 1.

Недостатками этого способа и устройства является невозможность осу-; 15 ществления малоинерционного режима стабилизации эффективного значения переменного тока в сочетании с ограничением его амплитуды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ стабилизации эффективного значения переменного тока, включающий подогрев нелинейного элемента стабилиэируемым током в охлаждающей среде, и устройство для осуществления этого способа, содержащее нелинейный элемент, электроды и корпус f2 j.

2 .:и . -, )

Ь | г 4 LJ i L Ь..))| ., Однако этот спос б и Устройс)тво не позволяют осуществить малойнерционный режим стабилизации эффективного значения переменного тока в сочетании с ограничением его амплитуды, что обусловлено конкретными свойствами существующих нелинейных элементов. Их значительная тепловая инертность не позволяет. осуществлять стабилизацию при быстрых изменениях подаваемого напряжения. Устройство чувствительно к токовым перегрузкам..

Цель изобретения вЂ” уменьшение инерционности стабилизации.

Поставленная цель достигается.. тем, что в способе стабилизации эффективного значения переменного тока, включающем подогрев нелинейного элемента стабилизируемым током в охлаждающей среде, подогрев нелинейного элемента осуществляют при создании в нем избыточного давления; этот способ может быть осуществлен устройством, содержащим нелинейный элемент, электроды и корпус, в качестве нелинейного элемента использована жидкостная злектролитическая ячейка,межэлектродная область которой разделена перегородкОй с размещенным

796831 в ней капилляром, выполненным из синтетического рубина-10.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа.

На фиг.2 вЂ” зависимость сопротивления токостабилизирующего элемента с рубиновым камнем.

На фиг.3 вЂ” вольт-амперные характеристики жидкостного токостабилизирующего элемента с рубиновым камнем типа СЦ-1215х0,36 (графики В-E) и с камнем СЦ-1209х36 (график Ж).

Способ реализуется следующим образом.

В камеру высокого давления 1 (фиг.1), заполненную охлаждающей жидкостью 2, помещают жидкостный 15 стабилизирующий элемент вЂ” электролитическую ячейку 3, и создают в нем избыточное давление, большее критического для используемой жидкости-электролита. Пропуская через нели- Щ нейный элемент переменный ток, осуществляют его подогрев. Используемые жидкости вЂ” водные растворы

1 iС1, ИЗС1, КС1, концентрация кото0,05 m и 0,1 m (MoJIBpHocTb). 2

Электролитическая ячейка 3 состоит из двух объемов 4 и 5, сообщающихся между собой только через рубиновый капилляр 6, и электродов 7. Большую часть объема 5 образует сильфон 8, который передает давление от жидкости 2, окружающей ячейку 3., жидкости-электролиту внутри ячейки. Электролитическая ячейка выполнена автономной для поддержания в ней необходимой чистоты. Электроды 7 вЂ” стержни из спектральночистого графита вЂ” вклеены в керны 9 и 10 шлифовых соединений. Рубиновый капилляр 6 установлен в перегородке 11 из молибденового стекла. Внутренний объем капил- 4Q ляра(с10 6см3) является рабочим объемом стабилизирующего элемента.Электролитическая ячейка 3 укреплена на токоподводе 12. Подогрев нелинейно=о элемента осуществляется перемен45 ным током с частотой 5 кГц. При меньшей частоте стабилизируемого тока. наблюдается искажение формы входного сигнала, что обусловлено малой тепловой инертностью стабилизирующего элемента. Тот факт, что проводимость используемых водных растворов уменьшается с ростом температуры, обуславлйвает возможность использования раствора в токостабилизирующих устройствах. 55

На фиг.2 приведена полученная зависимость сопротивления ячейки К ч от прикладываемого к ней напряжения

VSq . Участок AB графика соответствует разогреву раствора электролита в gp капилляре до Т > 250 С, где Т - средняя.температура по объему разогреваемого раствора.

На фиг.3 изображены вальт-амперные характеристики токостабилизирующего элемента с рубиновым камнем типа СЦ-1215х0,36 (графики В вЂ” Ж) при заполнения его 0,05 m водными растворами: В вЂ” LiCl, Г вЂ” NaC1, Д вЂ” КС1, а также при заполнении 0,1. водньм раствором КС1 (график E).

График Ж соответствует стабилизирующему элементу с рубиновым камнем типа СЦ-1209х0,36 при его заполнении

0,05 m o H M acT o oM KC1. Получен ный вид вольт-амперных характеристик обуславливает наряду с токостабилизирующим свойством и токоограничивающее действие подобных элементов.

Использование предлагаемого способа позволяет создать малоинерционные устройства, обладающие одновременно и токоаграничивающими свойствами, сохраняющие(при соответствующем выборе рабочей частоты и рабочего объема стабилизирующего элемента) форму выходного сигнала. Определенное опытным путем время установления стационарного состояния в рабочем объеме стабилизирующего элемента с рубиновым камнем типа СЦ1215х0,36, определяющее его быстродействие, составляет величину 0,1С, Следует отметить, что величина стабилизируемого тока и предела изменения питающего напряжения, при которых имеет место стабилизация и ограничение сигнала, могут варьи-, роваться как за счет изменения концентрации и качества раствора, так и за счет увеличения числа устанавливаемых в перегородке 11 электролитической ячейки 3 (фиг.1) капилляров.

При этом сохраняется быстродействие устройства в отличие от решения установить один капилляр большего диаметра. Как видно из фиг.3, в устройстве отсутствуют токовые перегрузки. Кроме этого жидкостный стабилизирующий элемент устойчив к значительным перегрузкам питающего напряжения.

Для используемых жидкостей стабильность величины эффективного зна" чения переменного тока 5% достигается при изменении питающего напряжения в пределах: стабилизирующий элемент с камнем типа СЦ-1215õ0,36 (100 вЂ” 190) В при токе стабилизации

19 мА для 0 05 m раствора KCl в воде; (100 вЂ” 230) В при токе стабилизации 27 мА для 0,1 m раствора

КС1 в воде; стабилизирующий элемент с камнем типа СЦ-1209х0,36 вЂ” (110190) В при токе стабилизации 10,5 мА для 0,05 а раствора КС1 в воде.

Таким образом, уменьшается инерционность устройства более чем на

2 порядка (время установления стационарного состояния составляет 0,1с) . формула изобретения

1. Способ стабилизации эффективного значения переменного тока, включающий подогрев нелинейного элемен796831 та стабилнзируемым током в охлаждаю- . щей среде, отличающийся тем, что,с целью уменьшения инерционности стабилизации, подогрев нелинейного элемента осушествляют при создании в ием избыточного давления.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее нелинейный элемент, электроды и корпус, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что нели.нейный элемент выполнен в виде жид- 30 костной электролитической ячейки, межэлектродная область которой разделена перегородкой с размещенным; в ней капилляром.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что капилляр из синтетического рубина-10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 126147, кл. G 05 F 3/10, 1960.

2. Попов В. С. Металлические подогреваемые сопротивления в электроизмерительной технике и автоматике.

М;Л., 1964, с. 138 (прототип).

796831

>ra

Ъц а

//anpgxewe

Фи.у мяч,та и" ф ц фи 4

3ы ф