Генераторное устройство с искробезопасным выходом

(5)М, Кл. Е 21 Р 9/00 Н 02 Н 7/26 3 Ьпудпретюпый квинтет СССР по делам пзебретений и открцтпй.69 (088,8) Дата опубликования описания 15.08.82(71) Заявитель Научно-производственное объедкиавтоматизации горных машин "Ав ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО С ИСКРОБЕЗОПАСНЫМ ВЫХОДОМ нерато ходом янного ватель кой митель релак ное устр соде ржащ зопасным вьания посто.р, преобразооты с обмот пения, выдр е управления торого подискробе ее истоющий тока, з напряженагрузки , подклю сатор нап енерато ой час вь обмоткои управенный к обмо ния, вход к 1Изобретение предназначено для передачи информации электрическими сигналами низ.кой частоты, и может быть использовано в. аппаратуре управления в электроразведочной аппаратуре, работающей во взрывоопасной среде.Известны генераторные устройства для наземной злектроразведки, использующие для возбуждения электромагнитного поля в изучаемой среде источник питания постоянного тока, задающий генератор, преобразователь напряжения, выходной каскад 11.Однако известные генераторные устройства имеют искробезопасные выходные цепи и не . могут использоваться в условиях шахт, опас-. ных по газу или пыли.Наиболее близким по технической сущнос. ти, к предлагаемому является генератор ГЭШ - 3, содержащий источник питания постоянного тока, преобразователь напряжения, узел искроэащиты, выходной каскад и задающий генератор рабочей частоты, включенные ,во вторичные обмотки трансформатора преобразователя напряжения, Искробезопасность выходной цепи генератора обеспечивается уменьшением индуктивности генератора, ограничением мощности цепи нагрузки в режиме перегрузки или короткого замыкания ограничительным резистором и включением двух тиристоров встречно-параллельно выходной обмотке трансформатора преобразователя. Наличие низкочастоптого сигнала повышенного напряжения в нагрузке АВ и гальванической связи между задающим генератором и выходным каскадом не позволяют получить выходную искробезЬпасную мощность генератора более 2-3 В (2.Целью изобретения является увеличение искробеэопасной мощности выходной цепи генератора.Поставленная це достигается тем, что г950927ключен к выпрямителю, а выход - к управляющему переходу тиристора, включенному последовательно в цепь нагрузки, а также тиристоры, включенные встречно. параллель. но между собой и параллельно обмотке нагрузки, снабжено дополнительной обмоткой управления с выпрямительным мостом, нагруженным на два последовательно включенных резистора, а также дополнительным =иристором, включенным встречно-параллельно тиристору в 1 О цепи нагрузки и дополнительным релаксатором напряжения, причем релаксаторы напряжения выполнены на многофункциональных оптро. нах, излучатели которых включены в цепи задающего генератора, а приемники - в це пи выпрямительных мостов соответствую. щих обмоток управления, причем змитер каждого из оптронов подключен к средней точке резисторов, подсоединенных к выпрямителю обмотки управления.29На чертеже нредетавлена принципиальнаясхема устройства.Генераторное устройство содержит источник постоянного тока 1, задающий генератор рабочей частоты 2, транзисторы 3 и 4, много- д 5 функциональные оптроны: излучатели 5, б и, соответственно, приемники 7,8, преобразователь напряжения высокой частоты 9, трано. форматор 10, выпрямители цепей управления 11 и 12, встречно-параллельно включенные тиристоры 13 и 14, резистивные делители напряжения 15 и 16, диодно-тиристорные цепочки иэ последовательно соединенных между собой тиристора 17 и диода 18, диод 19 и тиристора 20, нагрузки 21 (АВ).Устройство работает следующим образом.При подключении источника постоянного тока 1 задающий генератор 2 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы рабочейчастоты 1 р (например,1 р= 20 Гц), а преобразователь напряжения 9 генерирует во вторичной обмотке напряжение высокой час. тоты Ф. При этом релаксаторы на приемниках многофункциональных оптронов - (однопереходных транзисторах (ОПТ) 7 и 8) находятся в заторможенном состоянии за счет смещения рабочей точки ОПТ резистивными делителями напряжения 11 и 16. При протекании через излучатель оптрона 5 тока г 5 заданной рабочей частоты посредством оптронной связи включается приемник оптро. на 7 и вырабатывается положительный импульс управления, поступающий на управляющий электрод тиристора 17. Последний открывается, так как включенный последовательно с ним диод 18 выпрямляет высокочастотные 55 импульсы переключения преобразователя, и в течение половины периода колебаний задающего генератора в нагрузке 21 протекает ток высокой частоты 1 п отрицательной полярности. По истечении половины периода тиристор 17 выключается (при уменьшении напряжения на его аноде до О), и управляющим импульсом с оптронного приемника 8 включается тиристор 20. Через диод 19, тиристор 20 в течение второго полупериода колебаний задающего генератора рабочей частоты в нагрузке 21 протекает ток высокой частоты 1 п положительной полярности. Таким образом, достигается гальваническое разделение низковольтных цепей источника постоянного тока и высоковольтных выходных цепей.В случае короткого замыкания или перегрузки на выходе АВ генераторного устройства срабатывает один из тиристоров 13 или 14 и шунтирует выходную цепь за время срабатывания тиристоров (менее 5 мкс), предотвращая воспламенение взрывоопасной среды. В случае возникновения коммутации в цепи нормальной нагрузки происходит ограничение длительности коммутационт-.;":го разряда за счет деионизации плазмы разряда за время паузы, равной половине периода высокочастотных колебаний преобразователя ф, что позволяет увеличить величину амп. литуды выходного напряжения а следовательно, и величину выходнои искробезопасной мощности генераторного устройства.Оптимальное включение диодно-тирнсторных цепочек и многофункциональных оптронов позволяет повысить искробезопасную мощность в выходной цепи повышенного напряжения.Увеличение искробезопасной мощности постигается импульсами высокой частоты, длительность этих импульсов выбирается такой, чтобы энергия одного импульса была недо. статочна для воспламенения газовой смеси, а пауза между импульсами выбирается достаточной для прекращения разряда. В прототипе такая модуляция не производится, поэтому величина искробезопасной мощности данного устройство на порядок превышает мощность генераторного устройства - прототипа и достигает 20 - 30 В.Увеличение искробезопасной мощности позволяет, в частности, применять электроразведочную аппаратуру в подземных горных выработках, увеличить отношение сигнал-помеха, измеряемое аппаратурой, а следовательно, и точность подземных электроразведочных работ. Увеличение искробезопасной мощности позволяет также расширить функциональные возможности аппаратуры управления.Формула изобретенияГенераторное устройство с искробезопасным выходом, содержащее источник питания по95092 Составитель Т. ЩегольковаРедактор Г. Гербер Техред Е,Харитончик Корректор М, Шаров Подписмитета СССРткрытийнаб., д. 4/5 аказ 5909/37 ВНИИПИ Го по делам 113035, Москва, Тираж 4 ударственного изобретений и Ж - 35, Раушск ктная, 4 Филиал 11 ПП "Патент", г. Ужгород,стоянного тока, задающий генератор, преобразователь напряжения высокой частоты с обмоткой нагрузки и обмоткой управления, выпрямитель, подключенный к обмотке управления,релаксатор напряжения, вход которого подключен к выпрямителю, а выход - к управляющему переходу тиристора, включенному последовательно в цепь нагрузки, а также тириоторы, включенные встречно-параллельно междусобой и параллельно обмотке нагрузки, о тличающееся тем,что,сцельюувеличения искробезопасной мощности выходной цепи, оно снабжено дополнительнойобмоткой управления с выпрямительным мостом, нагруженными на два последовательновключенных резистора, а также дополнительным тиристором, включенным встречно-параллельно тиристору в цепи нагрузки и дополнительным релаксатором напряжения, причем релаксаторы напряжения выполнены на мно.гофункциональных оптронах, излучатели которых включены в цепи задающего генератора,а приемники - в цепи выпрямительных мое.тов соответствующих обмоток управления,причем эмитгер каждого из оптронов подключен к средней точке резисторов, подсоединенных к выпрямителю обмотки управления. о Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе1. Мельников В. П. и др. Основы амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации. Якутск, Якутское кн. изд:во. 1974,15 с. 97 - 98, с. 105 - 107,2. Лаппо П. В. и Колчина Г. И. Искробез.опасньш электроразведочный генератор. Труды