Высоковольтный управляюмый источник напряжения, преимущественно для электропневматических и электрогидравлических преобразователей

Высоковольтный управляюмый источник напряжения, преимущественно для электропневматических и электрогидравлических преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сювз Советских

Социалмстммескнх

Республик

ОП КСАН И И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

It АВТОУОЮММ СВИДИПЛЬСТВУ

0271 (51) Доиолиительиее к авт. свил-ву— (22) Заявлеио09.02.76 (21) 2324153/24-24 с ирисоедииеиием заявки № (23) Приоритет(43) Опубликоваио05.06.78.Бюллетень Ив 21 (4б) Дата опубликования описания 22.65.Щ.

02 М 9/02.

S С 1/04

1 ввудврвтввввыр ввмвтет

Соввта Министров ИСР пв двивм взобрвтвев в вткрмтвй

К 681.335

88.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Калниг и В. С. Нагорный

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) BbfCOKOBOJlhTHblA УПРАВЛ 1Е 4Б1Й HCTORHI4K HMIPHKEHHSi, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ

И ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение предназначено для использо вания его преимущественно в цепях управления электрогидравлических и электропневматических систем автоматического регулирования, в гидронике и.в пневмонике.

Известны источники питающего напряжения для электрогидравлических (электропневматнческих) преобразователей, содержащих электронный усилитель и электромеханический преобразователь 111, Недостатком таких устройств являются низкая надежность и плохие статические и динамические характеристики.

Наиболее близким техническим решен ием к изобретению является высоковольтный управляемый источник напряжения, преимущественно для электропневматических н электрогидравлических . преобразователей, содержащий. подсоединенный" к блоку питания блок управления и блокинг-генератор, состоящий из последовательно включенных усилителя и выходного высокочастотного трансформатора, охвачМных цепью положительной обратной связи 12).

Однако такое устройство имеет недостаточно высокие точность работы и надежность.

2 . Целью изобретения является повышение точ-. ности работы за счет уменьшения гистерезиса в статической характеристике и поиышения надежности работы источника.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный высоковольтный источник содержит элемент смещения, включенный между выходом блока питания и входом усилителя блокинг-генератора, и пороговый элемент, входы которого соединены соответственно с управляlðющим входом источника и промежуточным выходом блокинг-генератора, а выход подключен ко входу блока управления.

На фиг. 1 приведена структурная схема высоковольтного управляемого источника напряжения; на фиг. 2 — его принципиальная схема

1 в Составе электропневматического (электрогидравлического) преобразователя. .Высоковольтный управляемый источник напряжения содержит блок питания 1, пороговый элемент 2, блок управления 3, блокинг-ге нератор 4, состоящий из усилителя 5, высоковольтного трансформатора б и цени положительной обратной связи 7, а также элемент смещения 8.

Преобразователь (фиг. 2) содержит регули2 руемый маломощный источник высокого напря610271

Формула изобретения

5S

60 жения 9 и турбулентный усилитель 10 с электрогидродинЪмическим управлением, например с использованием биполярного коронного разряда. Блокинг-генератор источника высокого напряжения 9 построен на основе малогабаритного высоковольтного трансформатора i i. Прн включении постоянного напряжения базовый ток транзистора 12 проходит через резистор !3, и транзистор 12 открывается. При этом перемагничивается сердечник трансформатора 11 по коллекгорной обмотке 14. Базовая обмотка 15 в это время играет роль источника базового тока и заряжает конденсатор 16. Когда процесс перемагничивания заканчивается, напряжение на базовой обмотке 15 исчезает, положительный заряд конденсатора 16 оказывается приложенным к базе трансформатора !1 и он запирается. Таким образом проходит первый начальный импульс.

Блокинг-генератор, работая чо такой схеме генерации, надежно запускается, ио выходное напряжение прн этом относительно мало, Для увеличения частоты генерации без.изменения сопротивления резистора 13, параллельно т!.анзистору !2 установлен конденсатор !7, который включается в работу со второго импульса генерации. После запирания транзистора 12 (по окончании первого импульса) начинается заряд конденсатора 17, и в дальнейшем частота генератора обусловлена параметрзми резонанс ого контура, т. е. индуктнвностью обмотки 14 трансформатора !1 и емкостью конденсатора 16.

Таким образом, блокинг-генератор работает со скважностью, равной 2. 1-1оминальцое выходное напряжение, снимаемое с обмотки 18 трансформатора, составляет 4,1 ° 10 В, которое подается на электроды усилителя 10 с злектрогидродинамическим управлением. Для получения более высоких напряжений следует использовать двухтактную (Ь худшем случае однотактную) схему умножения.

Для дискретного управления выходным напряжением введена ключевая схема управления. Управление осуществляется с помощью разрыва цепи питания посредством транзистора 19, включенного последовательно с транзистором 12. При отпирании или запнрании транзистора 19 подается или отключается напряжение питания транзистора 12.

На вход 20 источника 9 поступает напряжение Uz@, равное (О-:-12) 8. Частота блокинггенератора составляет около 10 кгц. При «астоте коммутации входного электрического сигнала 1 кгц иа выходе блокинг-генератора появляются пучки, состоящие иэ пяти импульсов.

Повышение частоты коммутации зависит от постоянных времени выходных цепей злектрической схемы. Высокое сопротивление нагрузки, которым обладает промежуток между электродами 21 и 22 усилителя 10 увеличивает время разряда выходных емкостей„поэтому параллельно эквивалентному сопротивлению нагрузки регулируемого источника напряжения включен шунтирующий резистор 23.

Для повышения помехоустойчивости преобразователя (уменьшення влияния паразитных

1О

ЗО

4п емкостей) па выходе схемы в потенциальную цепь включен диод 24, а для ограничения тока через преобразователь в потенциальную цепь последовательно с электродами 21, 22 — резистор 25.

Подстройка выходного напряжения, вызванная возможным разбросом параметров элементов схемы, осуществляется изменением сопротивления резистора 13 (заменой на другой номинал). Выходное напряжение подается на электроды 21, 22 усилителя 10, в котором сформированная в формирующем сопле 26 ламинарная свободная затопленная струя 27 распространяется в диэлектрическом канале 28, проходит через диэлектрическии конус 29 с углом раскрытия, направленным в сторону приемного сопла 30 и попадает в приемное сопло, При поступлении выходного напряжения регулируемого источника напряжения на электроды 2! и 22 типа игла-игла, размещенные в пространстве между соилом 26 и конусом 29 по обе стороны струи 27, между электродами возникает биполярный коронный разряд. При этом происходит встречное движение ионов разных знаков (знак ионов совпадает с соответствующим знаком потенциалов электродов 21 и 22), которые, встречаясь в струе 27 (например, на ее оси), рекомбинируют, При этом ламинарная струя турбулнзуетсфи выходное давлеим Рд в сопле 30 уменьшается.

С целью устранения гистерезиса в стати-.. ческих характеристиках Р„, - f (U,) преоб-. разовг-еля и приближения их к идеально релейным, во входную цепь блока управления включен пороговый элемент на основе триггера Шмитта, Гистерезис, обычно присущий триггеру Шмитта, устраняется с помощью цепи положительной обратной связи, которая подает на вход триггера импульсы с выхода блокииггенератора, суммирующиеся с напряжением сигнала управления. При этом преобразователь срабатывает и отключается при одном и том же U „, а характеристика Р „= f (U„.„) приближается к идеальной безгистерезисной релейной характеристике.

Технико-экономические преп мушества изобретения состоят в улучшении статических характеристик электропневматических (электрогидравлических) преобразователей и электропневматических (электрогидравлических) систем регулирования, в которых использбваны эти преобразователи, а также в повышении надежности работы.

Ориентировочно проведенный расчет экономической эффективности при внедрении изобретения дает срок окупаемости порядка 1 года.

Высоковольтный управляемый источник напряжения, преиму1цественно для электропневматических и электрогидравлических преобразователей, содержащий подсоединенный к блоку питания блок управления и блокинг-генератор, состоящий из последовательно включенных усилителя и выходного высокочастотного транс@0271 ка«««юhurt

Составитель А. Маслов

Техред О. Луговая Корректор Н. Тунннв

Тираж 892 Подннс ное

Редактор Л. Утехина

Заказ 3032/47

llHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К-35. Раушская на6., д. 4/5

Филиал ППП «Патент». г. Ужгород, ул. Проектная. 4 фор/матера, охваченных цепью положительной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения гистсрезиса в, статической характеристике и повышения надежности работы источника, он содержит элемент смещения, включенный между выходом блока питания и входом усилителя блокинг-генератора, н пороговый элемент, входы которого соединены соответственно с управляюп им входом источника и промежуточным выходом блокинг-генератора, а выход подключен ко входу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3234955, кл. 137 — 608, 1971.

2. Гальденберг Л. Г. и др. Регулируемый источник высокого напряжения. кПриборы и, техника экспериментах, № 6, 1968.