Управляемый дуговой генератор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ733091(23) Приоритет во делан изобретений и открытий(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 при5точных определениях количественного состававеществ в научных исследованиях и в условиях заводских лабораторий.Известны управляемые дуговые генераторыпеременного тока для спектрального анализас регулированием режима дугового разрядапутем управления фазой поджига дуги при .,помощи электронных схем, обеспечивающихподжиг дуги (ионизацию межэлектродногоаналитического промежутка) в определеннойфазе напряжения сети за счет управления разрядом конденсатора, включенного в цепь первичной обмотки выходного высокочастотного трансформатора, нагруженного на искровой контур 111,20Принцип действия этих управляемых дуговых генераторов заключается в том, что дляуправления разрядом конденсатора используется (после соответствующего усиления) 2электрический синхроимпульс, который формируется сравнивающими устройствами типа амплитудных компараторов (ждущие 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 разделительныйвходной трансформатор (питаюгцийся от сети),выход которого через фазосдвигающий мостс регулируемой фазой сдвига подключен ковходу амплитудного компаратора, имеющегонекоторый постоянный уровень напряжениясравнения. Выход амплитудного комцараторачерез усилитель соединен со входом электронного ключа, управляющего разрядом конденсатора 123,Принцип работы этого генератора аналогичен принципу работь 1 генератора, описанноговьпде,733091 В прототипе импульс поджига дуги практически совпадает с моментом указанных выше напряжений (переменного и постоянного) в амплитудном компараторе.Это объясняет основной недостаток подоб. ных управляемых дуговых генераторов, связанный с использованием в них амплитудных компараторов для сравнения напряжения сети с заданным постоянным уровнем напряжения, заключающийся в зависимости момента выда. 10 чи 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 управляе мый дуговой генератор, содержащий входной трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику синусоидального напряжения, и конденсатор с цепью заряда,подключенный через электронный разрядный зр ключ, управляющий вход которого соединен с выходом усищпеля, к первичной обмотке выходного трансформатора, нагруженного наискровой контур, введены два нуль-органа,входы которых подключены к раздельным вторичным обмоткам входного трансформато.ра, сумматор, регулятор задержкидва ключаи два селектора-формирователя, входы которых соединены с выходами нуль-органа, авыходы через два ключа связаны со вхоцами 4 Осумматора, выход которого через регуляторзадержки подключен ко входу усилителя,На чертеже приведена схема управляемогодугового генератора.Входной трансформатор 1 первичной обмоткой подключен к сети, С двух вторичныхобмоток часть напряжения сети подается раздельно на входы двух нуль-органов 2 и 3,выходы которых соединены со входами селекторов-формирователей 4 и 5 соответственно, рслужащих для выделещщ и стандартизациизадающих синхроимпульсов, совпадающих смоментами перехода сетевого напряжения черезнуль.Выходы селекторов-формирователей 4 и 5через независимо управляемые ключи 6 и 7подсоединены каящый к одному из двух входов сумматора 8, а выход сумматора соединен со вхоцом регулятора 9 задержки импуль. сов (например, точное киип-реле с дифференцирующей цепью и диодным ограничителемна выходе). Выход регулятора задержки 9соединен со входом усилителя 10, которыйслужит для усиления и формирования электрических импульсов с длительностью и амплитудой, достаточной для управления эле строннымразрядным ключом 11 (управляемый разрядник, тиратрон, тиристор и т,п.), через который (при его открытом состоянии) происходитразряд 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 работаетследующим образом,Часть переменного напряжения сети с однойиэ 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) вмомент перехода сетевого напряжения черезнуль.Затем сигнал с нуль-органа 2 (перепадыили импульсы напряжения) поступает на селектор-формирователь 4, где вьщеляются импульсы напряжения, соответствующие переходусинусоидального напряжения сети через нультолько с положительных значений на отрицательные (например эа счет дифференцированияи ограничения) и стандартизации их по формеи амплитуде. С выхода селектора-формирователя 4 синхроимпульсы через управляемыеключи поступают на один из входов сумматора 8,В другом подобном канале, состоящем иэнуль-органа 3 и селектора-формирователя 5,формируются синхроимпульсы, соответствующие переходу напряжения сети через нуль сотрицательных значений на положительные, которые через ключ 7 поступают на другойвход сумматора 8, Таким образом, управляяключами 6 и 7, можно управлять прохождениемсинхроимпульсов на входы сумматора 8, навыходе которого в зависимости от положенияключей появляются импульсы, совпадающиес моментом перехода напряжения сети черезнуль или с положительных значений на отрч цательные (замкнут только ключ 6), нли сотрицательных на положительные (замкнут15 ЦНИИПИ Заказ 1768/47Тираж 995 Подписное 4 илиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная 5только ключ 7), или при любых переходахнапряжения сети через нуль (замкнуты обаключа) .Таким образом, при помощи ключей можнорегулировать полярность дуги, обеспечиваялибо 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 заданнойфазе напряжения сети,Задержанные синхроимпульсы после усиления в усилителе 10 управляют работой электронного разрядного ключа 11. Запертыйв обычном состоянии, он открывается лишь сприходом задержанного синхроимпульса.При этом происходит разряд конденсатора12 через ключ 11 и первичную обмотку повышающего выходного трансформатора 13,со вторичной обмотки которого снимается высоковольтный импульс напряжения, подаваемыйчерез блокировочный конденсатор 15 на межэлектродный аналитический промежуток в качестве поджигающего.Нестабильность фазы поджига дуги при такой схеме формирования поджигающего импульса фактически зависит лишь от колебанийчастоты сети, так как формирование задающихсинхроимпульсов происходит в моменты перехода переменного напряжения сети через нуль,т.е. практически при почти полном отсутствииимпульсных помех в сети и влияния колебаний амплитуды сетевого напряжения. Последующая же задержка синхроимпульсов всоответствии 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 колебаниясоставляют соответственно 2 и 15%. Учитываято, что при определенных фазах поджига эти 733091 6колебания амплитуды приводят в управляемых дуговых генераторах (в которых применяются для выработки синхроимпульса поджига амплитудные компараторы) к почти таким же относительным изменениям фазы поджигаможно сказать, что стабильность воспроизведения заданной фазы поджига в предлагаемом уп.равляемом дутовом генераторе при колебаниях амплитуды переменного напряжения иим пульсных помехах в сети намного выше, чемв управляемых дуговых генераторах, исполь.зующих для выработки синхроимпульса поджи га фазовращаюшие устройства на переменном гоке и амплитудные компараторы,Формула изобретения Управляемый дуговой генератор, содержащийвходной трансформаторпервичная обмотка20 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, нагруженногона искровой контур, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильностифазы поджига дуги, в него введены два нульоргана, входы которых подключены к раздель 30 ным вторичным обмоткам входного трансформатора, сумматор, регулятор задержки, дваключа и два селектора-формирователя, входыкоторых соединены с выходами нуль-органов,а выходы через два ключа связаны со входа 35 ми сумматора, выход которого через регулятор задержки подключен ко входу усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Применение спектрального анализа в на 40 родном хозяйстве и научных исследованиях,Изд-во Института физики АН БССР, Минск,1974, с. 65-70.2. Воронов Б. Г. Широкодиапазонный генератор УГЭ - 4, "ЖПС" т. 19, с, 159 - 165,45 1973 (прототип).