Устройство для синхронизации разрядника-замыкателя нагрузки генератора импульсных токов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 l ) Дополнительное к авт. санд-ву—

3 (22) Заявлено 17.03.81 (2l )3261471/18-21 {5! ) М. Кп. с присоединением заявки М—

Н 03 К 3/53

Госурарствкмный комитет

СССР (23) Приоритетдо делам изобретений н открытий

Опубликовано23.11.82..бюллетень йа 43

{53) УДК 621.373 (088.8) Дата опубликования описания 23.11.82 - с- -г. "Сто -- тт.4 л ма и

Qi ;".::;"..",";., - „, „ ,:, . ° с а

I

1 4 ° 1т с ф иверсттйткт= .т рт;. t -",/ (72) Авторы изобретения

В. И. Берко, В. А. Жовтянский и Ю. И. Ч

Киевский ордена Ленина государственный им. Т. Г. Шевченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ РАЗРЯДНИКА

ЗАМЫКАТЕЛЯ НАГРУЗКИ ГЕНЕРАТОРА ИМПУЛЬСНЫХ

ТОКОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для ускорения эффективности импульса токов на нагрузке генератора.

Известно устройство для синхронизации разрядника-замыкателя, в котором импульс синхронизации для разрядйика вырабатывается с заранее заданным временным сдвигом по отношению к началу разрядного процесса t ) .

Недостатком известного устройства является низкая точность синхронизации момента замыкания разрядника. . Наиболее боизким техническим решеФ нием к изобретению является устройство для синхронизации разрядника-замыкате ля нагрузки генератора импульсных токов, содержашее пояс Роговского, охватываюший один из токопроводов нагрузки, измерительный резистор, на который замкнут выход пояса Роговского, формирователь импульсов синхронизации и детектор нуль-переходов, включенный между поясом Роговского с измерительным резистором и формирователем импульсов синхронизации (2) .

Недостатком известного технического решения является низкая точность момента синхронизации.

Этот недостаток обьсняется тем, что период колебаний тока через нагрузку может изменяться or цикла к циклу срабатывания генератора импульсных токов за счет изменения величины индуктив1в ности нагрузки, т.е. быть заранее неизвестной.

Цель изобретения — повышение точности момента синхронизации.

Поставленная цель достигается тем, 15 что в устройстве синхронизации, содерж » шем пояс Роговского, охватываюший один из токопроводов нагрузки, измерительный резистор, на который замкнут выход пояса Роговского, формирователь импульсов .синхронизации и детектор нуль-переходов, включенный между поясом Роговского с измерительным резистором и формировате" лем импульсов синхронизации, параметры

3 9764 пояса Роговского и измерительного резистора выбраны иэ условия

Д =—

5 где Т/2 - полупернод колебаний тока в нагрузке до включения эамыкателя нагрузки; — индуктивность пояса Роговского; 1О

К вЂ” суммарное активное сопротивление пояса и измерительного резистора; д время задержки включения раз рядника-замыкателя нагрузки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фнг. 2» эпюры, иллюст-! рируюшие возможность обеспечения опережения синхронизируюшего импульса по отношению к концу первого полупериода колебаний тока в нагрузке.

Пояс Роговского, (фиг.1) представляет собой тороидальный соленоид 1, который одевается на проводник 2 с током и замкнут на измерительный резистор 3. 25

Протекающий в проводнике 2 ток 3 и напряжение (3 на выходе пояса Роговского, связаны следуюшим соотношением; ,и = — "Оф1) омя., к

0 где р — коеффициент взаимоиндукции тороидального соленоида 1 и проводника с током 2;

4 - индуктивность соленоида 1; р - сопротивление измерительного резистора 3; активное сопротивление обмотки соленоида 1;

- время.

Измеряемый ток 3 в нагрузке генератора импульсных токов преж гавляет собой

B первом приближении колебательный про- . цесс с частотой .Ж оЫи(ю.ЬО. (М 45

На фиг. 2 представлены эпюры, иллюстрирующие вклад различных слагаемых в уравнении (1). Здесь кривая 4 описывает левую часть уравнения (1), кривые 5 и 6соответственно первое и второе слагаемое 5 правой части. Из рассмотрения фиг. 2 следует, что момент о перехода через нулевое значение напряжения на выходе измери тельной цепочки опережает на время Я начало второго полупериода колебаний раз-5 рядного тока .на нагрузке генератора импульсных токов (т,е. момент времени Т/2, где Т вЂ” период колебаний тока).

О®=- — з. (4) С учетом (2) и (4) и учитывая, что щ), р+Яс,ypa внение (3) принимает вид

4$g(Jc05 (ж4,)-2cos (e4,)+

+(-("") )=о, (52 где Д,Щ„ д

Его решение

С0 +о)=" "" 1 - Ь)

1+ИаЦМ. ) 87 4

Указанное свойство пояса Роговского используется в устройстве для синхронизации разрядника-замыкателя нагрузки генератора импульсных токов. При этом обеспечивается генерация импульса синхронизации в момент перехода черех нулевое значение после первого полупериода колебаний напряжения на измерительном резисторе. В устройстве достигается опережение подачи синхронизуюшего импульса на замыкатель нагрузки, необходимое для компенсации времени задержки включения разрядника; это опережение обеспечивается автоматически за счет отмеченного несоответствия по форме напряжения на выходе пояса Роговского и разрядного тоКа.

На фиг. 1 токопровод нагрузки 2 охва-, тывается поясом Роговского 1, замкнутым на измерительный резистор 3, сигнал с которых подается на детектор нуль — переходов 7. Выходной сигнал последнего резко изменяет свой уровень при прохождении входного сигнала через нулевое значение. Таким образом, в течение первого полупериода колебательного разряда импульсных токов на нагрузку на выходе детектора нуль-переходов 7 генерируются два перепада напряжения противоположной полярности, первый из которых соо;— ветствует началу разрядного процесса, второй — концу его первого полупериода.

Вторым из этих перепадов осуществляется запуск формирователя 8 импульсов синхро1 низации.

Связь опережения дф с параметрами пояса Роговского определяется уравнением (1), т.е. для момента времени to . с, ()(цу (>)

При его решении учитываем, что, как правило, h,< C с Т/l, что возможно при выл олнении условия (ЮЬ7 Кр Ф R a поэтому в первом приближении можно принять

9764

С учетом И«,, используя разложеI / ние косинуса. в ряд, получим и 2 Гт а

-щ ь 2 2).

Таким образом, искомое опережение определяется отношением суммарного активного сопротивления g и индуктивности .пояса Роговского. Оно также квадратично зависит от периода Т колебаний тока в нагрузке генератора импульсных токов.

Последнее обстоятельство требует производить подстройку параметров пояса

Роговского при изменении периода колебаний в разрядной цепи (например регулировкой сопротивления gp измерительного резистора 3). Однако относительная погрешность синхронизации в устройство значительно ниже, чем в известном устройстве. Оценим указаннуто погрешность.

Пусть параметры g. u L измерительной це пи пояса Роговского подобраны таким образом, что оптимальному опережению д © соответствует период колебаний Т, Определим изменение О т; 0 времени опережения при изменении периода колебаний на

d,7p, исходя из формулы (я) а (i i) к рр

Ь

Отсюда в предположении ЬТо» с Го, по-. лучим

4 o= =„, d>0. ЖТо

Соответственно величина относительной погрешности составит аЬо) )

Примем для определенности Ь1оЪ = 1/

/20, что представляет собой весьма реа87 6 льное значение. Тогда при изменении на

10% периода колебаний погрешность синхронизации составит только 1%. В известном устройстве погрешность синхронизации равняется 10%. Таким образом, предложенное устройство существенно повышает точность синхронизации замыкателя нагрузки генератора импульсных токов.

Ф ормула изобретения

Устройство для синхронизации разрядника-замыкателя нагрузки генератора импульсных токов, содержашее пояс Роговского, охватывакиций один из токопроводов нагрузки, измерительный резистор, на который замкнут выход пояса Роговского, формирователь импульсов синхронизации и детектор нуль-переходов, вклк ченный между поясом Роговского с измерительным резистором и формирователем импульсов синхронизации, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности момента синхронизации, параметры пояса Роговского и измерительного резистора выбраны из условия где Т/2 — полупериод колабаний тока в нагрузке до включения замыкателя нагрузки; — индуктивность пояса Роговского; — суммарное сопротивление йояса и измерительного, резистора;

Я- время задержки включения разрядника-замыкателя нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и техника эксперимента, 1969 № 3, 118-121.

2. Приборы и техника эксперимента, 1976 ¹ 4, 206-209.

976487

Составитель В. Казаков

Редактор С. Патрушкова Техред З.Палий Корректор И. Ватрушкина

Тираж 959 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета ССС!? по делам изобретений и открьггий

113035, Mocisa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9013/78

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4