Генератор тока для геоэлектроразведки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советекнк

Соцналнетнчеекнк

Реелублнк (ii> 938370 (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02. 12. 80 (2! ) 3009884/18-2 1 с присоединением заявки М (5!)М. Кл.

Н 03 К 3/017

9кударотвепев конктет

CCCP оо долам взооретевк!!

N открытой (23) Приоритет (53) ЙК 621.373 (088.8) . Опубликовано 23.06.82. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 25.06.82

В. A. Мариненко, В. А. Пельке, П. ф. федосеев, евченко и Г. В. Шишкин ! !

Казахский опытно-экспериментальный завод ге фйзичвских: нрнборов

"Казгеофижрибор" Научно-производственного объединения

Рудгеофизика Р (72) Авторы изобретения (7)) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ТОКА ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к низкочастотной геоэлектроразведке на переменном токе.

Известны генераторные устройства для геоэлектроразведки, содержащие инвертор, задающий генератор, блоки формирования импульсов запуска (1).

Недостатком данных устройств является то, что они-не могут с достаточной точностью поддерживать необходимую фор-1о му тока, так как нагрузка генератора в общем случае комплексная, а обратная связь по току отсутствует.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату изобретению является генератор тока для геоэлектроразведки, содержащий источник питания, подключенный к инвертору, выполненному по мостовой схеме на четырех ключах с двумя диодами, дросселями и 20 конденсатором, эталонный резистор, включенный последовательно с нагрузкой и соединенный с одним из входов дифференциального усилит .ля, гыход которого под2 ключен к входу широтно-импульсного модулятора, задающий генератор, соединенный с делителем частоты, и первый распределитель импульсов 12 .

Однако известное устройство не обеспечивает заданную (прямоугольную) форму тока на нагрузке, так как во время коммутации ключей инвертора, обратная связь, по-существу, разорвана, и сглаживающий фильтр заряжается рабочим током, протекающим через силовой ключ до момента начала коммутации. Независимо от того, по какой схеме построен инвертор (потребляется ли энергия от сглаживающего фильтра во время коммутационного процесса или нет), напряжение на сглаживающем фильтре по окончании коммутационного процесса, в общем случае, не равно напряжению до момента его начала, что и приводит к искажению формы тока. Для уменьшения разности напряжений на сглаживающем фильтре за время коммутации необходимо увеличивать постоянную времени фильтра, по это при370 4 ,ющему входу широтно-импульсного модулятора.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

5 Генератор тока для геоэлектроразвед-. ки содержит источник 1 питания, соединенный с ыцвертором 2, который собран во мостовой схеме и содержит четыре клоча 3-6, прячем два ключа 3 н 4 с

10 одной стороны соединены между собой и полюсом источника 1 питания, а с другой стороны - с дросселями 7 н 8 н катодамн диодов 9 и 10, аноды которых подсоединены к минусу источника 1, питания.

1$ Между, вторыми выводамн дросселей 7 и

8 включены «онденсатор 11 н последовательна соединенные нагрузка 12 и эталониьй резистор 13. Два других ключа 5 н 6 с одной стороны соединены с отрнца- и тельным полюсом нсточннка l пнтання, а с другой — с выводами конденсатора 11.

Управляющие входы ключей 5 и 6 соединены с выходамн первого распределителя

14 импульсов. Управляющие входы ключей

3 и 4 подключены к выходам второго распределнтеля 15 импульсов, управляющне входы которого объединены с выходами формирователя 16 и входами первого. распределителя 14 импульсов, а вход соеднза нен с выходом широтно-импульсного модулятора 17. Вход широтно-импульсного модулятора 17 соединен с выходом дифференциального усилителя 18, один нз входов которого соединен с эталонным

3$ резистором 13, а другой — с выходом генератора 19 функций. Вход генератора 19 функций подключен к одному из выходов делителя 20 частоты, второй выход которого соединен с управляющим входом широтно-импульсного модулятора 17, а

;вход - с выходом задающего генератора 21.

3 038 водит к тому, что хуже отслеживается форма тока, особенно при комплексном характере нагрузкн, т.е. налицо противоречие. Жесткие требования к форме тока в питающей линии предъявляются прн работе с измернтелямн фазовых параметров сигнала..

Кроме того, генератор вырабатывает ток лишь одной формы. - прямоугольной, в то время как часто требуется ток с формой, отличной от прямоугольной, например, гармонической, Причем в случае, . когда в качестве ключей используются тиристоры, сужается диапазон нагрузок, так как инвертор стоит после силового

I ключа, а у тиристоров имеется пороговое напряжение включения.

Цель изобретения — повышение точности н расширение диапазона форм выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что и генератор тока для геоэлектрораэведки, содержащий источник пнтання, подключенный к ннвертору, выполненному по мостовой схеме на четырех ключах с двумя диодами, дросселями и конденсатором, первый распределитель импульсов, задающий генератор, соединенный с делителем частоты, эталонный резистор, включенный последовательно с нагрузкой н соединенный с одним as входо дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу широтно-импульсного модулятора, дополнительно введены генератор функций, формирователь н второй распределитель импульсов, вход «старого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, управляющие входы соедннены с выходом формирователя, а выходыс управляющими входами двух групп ключей янвертора, которые с одной стороны объединены с одним нз полюсов источника питания, а с другой - соединены: с диодами и дросселями, вторые выводы которых подключены к выводам конденсатора, включенного параллельно нагрузке и эталонному резистору и входам . двух других ключей инвертора, выходы котбрых объединены с другим полюсом источника питания и вторымн выводами диодов, а управляющие входы ключей соединены с выходами первого распределителя импульсов, входы которого подключены к выходу формирователя, вход которого объединен с вторым входом дифференциального усилителя. н выходом генератора функций, вход которого соединен с выходом делителя частоты, вто. рой выход которого подключен к управляУстройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода задающего генератора 21 через делитель 20 частоты поступает на вход генератора 19 функций.

Генератор 19 функций любым известным способом, снхронно с приходящим сигналом, вырабатывает напряжение нужной формы, рабочей частоты. Формирователь

16 из поступающего на его вход переменного напряжения формирует прямоугольные импульсы, фронты которых соответ ствуют моментам перехода через ноль м входного напряжения. Два противофазных напряжения с выхода формирователя 16 поступают на распределитель 14 импульсов, который управляет ключами 5 и 6. держивается в заданиых пределах. Ключи

3 и 6 . Bo второй диагонали инвертора работают аналогично но формируют в нагрузке ток цротивоцеложного знака, причем частота управляющих импульсов ключа 6 равна частоте напряжения генератора 19 функций, а частота управляющих импульсов ключа 3 равна частоте широт но-импульсного Модулятора. Резисторы

22 и 23 ставятся в том случае, когда в качестве ключей 5 и 6 используются тиристоры для обеспечения тиристорам тока удержания.

Предлагаемый генератор тока для геоэлектроразведки, позволяет с высокой точностью генерировать ток низкой частоты. любой заданной формы, имеет расширенный диапазон нагрузок независимо от того, что используется в качестве ключей, Генератор тока для геоэлектроразведки, содержащий источник питания, подклю ченный к инвертору, выполненному по мостовой схеме на четырех ключах с двумя диодами, дросселями и коиденсатором, эталонный резистор, включенный последовательно с нагрузкой и соединенный с одним из входов.дмфференциальнсьго усилителя, выход которого подключен к входу широтнс нмпульсного модулятора, с я тем, что, с целью повышения точ-,ности и расширения диапазона форм выходного сигнала, .дополнительно введены в него генератор функций, формирователь и второй распределитель импульсов, вход которого подключен к выходу широтноимпульсного модулятора, управляющие входы соединены с выходами формирователя, а выходы - с ущ авляющими входами двух ключей иивертора, которые с Одной стороны объединены с одним ss ж> люсов источника литания, а с другойсоединены с диОД&ми и дросселями Вто дам конденсатора, включенного параллельно нагрузке и эталонному резистору и входам двух других ключей инвертора, выходы которых объздинены с другим

BonfocoM ясточнйка иятйния и BTopblMs выводами диодов, а ущзавляющие вхОды этих ключей соединены с выходами первого распределителя импульсов, вхОды

5 938370 4

Предположим, что открыты ключи 4 и 5.

;Ток от плюса источника 1 литания протекает через ключ 4, дроссель 8, конденсатор ll, нагрузку 12, эталонный резистор 13, ключ 5 к минусу источника. Напряжение, пропорциональное току в нагрузке 12, снимаемое с эталонного резистора 13, поступает на вход диффе- ренциального усилителя 18, на другой вход которого в качестве опорного напряl0 жения подается сигнал с выхода генератора 19 функций. Сигнал рассогласования (разность между опорным напряжением и напряжением, снимаемым с эталонного резистора 13), усиленный дифlS ференциальным усилителем 18, поступает на вход широтно-импульсного модулятора 17, который вырабатывает импульсы, скважность которых изменяется таким

20 образом, чтобы величины сигнала рассогласования уменьшалась. Это приводит к томУ, что фоРма тока в нагРУзке всег- ф о м у л а з б е т е н и да повторяет форму опорного напряжения и тем точнее к нему приближается, чем выше отношение между частотой следо вания импульсов с выхода широтно-импульсного модулятора и частотой опорного напряжения. Частота импульсов с выхода широтно-импульсного модулятора

17 в данном устройстве задается делителем 20 частоты. Напряжение с выхода широтно-импульсного модулями Ора 17 поступает на вход второго распределителя 15 импульсов, который в зависимости задающий генератор соединенн,й c ge

SS . . от управляющего напряжения с выхода лителем частоты, и первый распределиформирователя 16 управляет либо клю- . тель импульсов, о т л и ч а ю щ и й— чом 3, либо ключом 4. В то время, когда открыт ключ 5, управляющие импульсы поступают только на ключ 4. Ключ 4

40 открывается при уменьшении тока в нагрузке ниже заданного уровня. При открывании ключа 4 ток в нагрузке 12 начинает возрастать, дроссель 8, по которому протекает ток, накапливает магнитную энергию. При достижении тока в нагрузке выше заданного уровня, усиленный сигнал рассогласования воздействует на широтно-импульсный модулятор 17, котарый вырабатывает запирающий импульс для ключа 4. На дросселе 8 возникает . Рые входы которых подключены к выво50

ЭДС самоиндукцни, диод 10 открывается, и накопленная энергия дросселя 8 передается в нагрузку, поддерживая ток в нагрузке в прежнем направлении. По ме° SS ре уменьшения энергии дросселя 8 .ток в нагрузке 12 снижается, вырабатывается сигнал ошибки, и ключ 4 вновь открывается, тем самым ток в наю зузке под2. Авторское свидетельство СССР

% 561876, кл. Н 03 К 1/02, 1975

7 938370 8 которого подключены к выходу формиро- Источники информации, вателя, вход которого объединен с вторым принятые во внимание при экспертизе входом дифференциального усилителя и выходом генератора функций, вход которо- 1. Авторское свидетельство СССР го соединен с выходом делителя частоты, s N - 269356, кл. Н 03 К 1/02, 1970. второй выход которого подключен к управляюшему входу широтно-импульсного модулятора.

Составитель Л, Колосков

Редактор Н. Лазаренко Техред М.Рейвес Корректор А. ференц

Заказ 4478/77 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаушскаЯ наб„д. 4/5

Филиал Г(ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4