Генераторное устройство с искробезопасным выходом

Генераторное устройство с искробезопасным выходом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И E (195092?

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 23.05.80 (21) 2957767/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (28) Приоритет (5! )М. Кл.

Е 21 F 9/00

Н 02 Н 7/25

1ппуАпретеепый кенвтет

СССР по делан веебретений и открытпй

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень ¹ 30 (53) УДК 621.311. .69 (088.8) Дата опубликования описания 15.08.82 (72) Авторы изобретения

Э. Г. Коган, П. В. Лаппо, Н. П. Ванжа и . с ХФ ."ЖКАР

Научно-производственное объединение по созда ю и вьйтуску сведств 1 (7I ) Заявитель автоматизации горных машин "Автоматгормаш" (54) ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО С ИСКРОБЕЗОПАСНЫМ

ВЫХОДОМ

Изобретение 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 (1).

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 сущности, к предлагаемому является генератор

ГЭШ вЂ” 3, содержащий источник питания постоянного тока, преобразователь напряжения, узел искроэащиты, выходной каскад и задающий генератор рабочей частоты, включенные ,во вторичные обмотки трансформатора пре образователя 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 о 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 цель достигается тем, что генераторное устройство с искробезопасным выходом, содержащее источник питания посто. янного тока, задающий генератор, преобразователь напряжения высокой частоты с обмоткой нагрузки и обмоткой управления, выпря. митель, подключенный к обмотке управления, релаксатор напряжения, вход которого под950927 ключен к выпрямителю, а выход — к управляющему переходу тиристора, включенному последовательно в цепь нагрузки, а также тиристоры, включенные встречно-параллельно 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 10 цепи нагрузки и дополнительным релаксатором напряжения, причем релаксаторы напряжения выполнены на многофункциональных оптронах, излучатели которых включены в цепи задающего генератора, а приемники — в цепи выпрямительных мостов соответствующих обмоток управления, причем змитер каждого из оптронов подключен к средней точке резисторов, подсоединенных к выпрямителю обмотки управления.

На чертеже нредетавлена принципиальная схема устройства.

Генераторное устройство содержит источник постоянного тока 1, задающий генератор рабочей частоты 2, транзисторы 3 и 4, многофункциональные оптроны: излучатели 5, б и, соответственно, приемники 7,8, преобразователь напряжения высокой частоты 9, траноформатор 10, выпрямители цепей управления

ll 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 прямоутольные импульсы рабочей частоты fp (например,fp= 20 Гц), а преобразователь напряжения 9 генерирует во вторичной обмотке напряжение высокой час. тоты f> 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

Ч5 заданной рабочей частоты посредством оптронной связи включается приемник оптрона 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 fn 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 f и 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 коммутационн- ;":го разряда за счет деионизации плазмы разряда за время паузы, равной половине периода высокочастотных колебаний преобразователя .., что позволяет увеличить величину амплитуды 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 цостигается импульсами высокой частоты, длительность этих импульсов выбирается такой, чтобы энергия одного импульса была недостаточна 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 изобретения

Генераторное устройство с искробезопасным выходом, содержащее источник питания по95092

Составитель Т. Щеголькова

Техред Е.Харитончик Корректор М. Шароши

Редактор Г. Гербер

Заказ 5909/37 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 11ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 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 тирио. торы, включенные встречно-параллельно между собой и параллельно обмотке нагрузки, о тличающееся тем,что,сцелью увеличения искробезопасной мощности выходной цепи, оно снабжено дополнительной обмоткой управления с выпрямительным мостом, нагруженными на два последовательно включенных резистора, а также дополнительным тиристором, включенным встречно-параллельно тиристору в цепи нагрузки и дополнительным релаксатором напряжения, причем релаксаторы напряжения выполнены на многофункциональных оптронах, излучатели кото. рых включены в цепи задающего генератора, а приемники — в цепи выпрямительных мостов 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 зкспертизе

1. Мельников В. П. и др. Основы амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации. Якутск, Якутское кн. изд:во. 1974, 1ь с. 97-98, с. 105-107.

2. Лаппо П. В. и Колчина Г. И. Искробезопасньш электроразведочный генератор. Труды (ВНИИМИ), Сб. 102 "Шахтная геофизика и геология", Л., 1976, стр. 53 — 59.