Зарядный блок импульсного источника сейсмических сигналов Советский патент 1988 года по МПК G01V1/157 

Изобретение относится к области сейсмической разведки, а именно к системам питания электромеханических преобразователей энергии, являющих- ся составной частью источников сейс- мрсческих сигналов для проведения исследовательских работ на нефть и газ

Целью изобретения является упрощение устройства при сохранении его мощности.

На фиг,1 изображен зарядный блрк импульсного источника сейсмических сигналов; на фиг,2 - графики токов и напряжений на элементах зарядного блока в режиме непрерывного тока; на фиг.З - графики в режиме гра- нично-непр ерывного тока; на фиг,4- графики токов и напряжений на элементах зарядного блока в режиме пре- рывистого тока,

В зарядном блоке (фиг,1) каждая фаза питаю.щей сети 1 подсоединена .соответственно через диоды 2-4 выпрямителя и дроссели 5 - 7 к од- ной из обкладок накопительного конденсатора 8, Другая обкладка конденсатора 8 через ключевую систему, состоящую из одного тиристора 9, подсоединена к нулевому проводу питаю- щей сети 1, а через шунтирующие диоды 10 - 12 соединена с точками со- е,шнения диодов 2-4 вьшрямителя и дросселей 5-7, Накопительный конденсатор 8 подключен к сейсмоисточ- нику 13 со схемой разряда. Блок управления включает в себя датчик 17 напряжения и пороговую схему 15,.

Выход пороговой схемы 15 подключен к управляющему электроду тиристо ра 9, а ее вход соединен с выходом датчика 14 напряжения, подключенного к накопительному конденсатору 8,

На фиг о 2 - 4 кривые 16,17 и 18 - графики напряжений питающей сети в фазах, кривая 19. - график .напряже1дая на накопительном конденсаторе, кривая 20 - график тока диода 2 выпря юлтеля, кривая 21 - график тока шун- тирующего диода 12, кривая 22 - гра- фнк тока диода 3 выпрямителя, кривая 23 - график тока щунтирующего диода 11, кривая 24 - график тока диода 4 выпрямителя, кривая 25 - график тока шунтирующего диода 10, кри- вая 26 - график тока тиристора 9,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии накспитель- ньй конденсатор 8 заряжен до требуемого напряжения. Тиристор 9 закрыт. При включении сейсмоисточника 13 накопительный конденсатор В разряжается. От датчика 14 напряжения поступает сигнал на пороговую схему 15, которая срабатывает и подает постоянное положительное напряжение на управляющий электрод тиристора 9, В результате этого при появлении полжительной полуволны напряжения , например , на первой фазе питающей сети диод 2 выпрямителя открывается и по цепи диод 2 - дроссель 5 - конденсатор 8 - тиристор 9 нулевой провод питающей сети 1 начинает протекать ток, который,заряжает накопительный конденсатор 8 При протекании тока через дроссель 5 в нем запасается электромагнитная энергия, В момент времени t , когда напряжение в первой фазе станет равным нулю, открывается шунтирующий диод 12, диод 2 вьшрямителя закрывается и ток дросселя 5 замыкается по цепи дроссель 5 - накопительный конденсатор В шунтирующий диод 12, при этом з&па- сенная в дросселе 5 энергия сбрасывается в накопительный конденсатор

8,При по влении положительной полуволны напряжения в других фазах питающей сети в зарядном устройстве протекают процессы, аналогичные описанным, при этом ток, протекающий через тиристор

9,является непрерывным ((}шг„2). По мере заряда накопительного

конденсатора средне е за период напряжение дросселей 5-7 меняет знак, ток дросселей уменьшается и с ановит- ся прерывистым Диоды 2-4 вьшрямителя открываются теперь не в нуль напряжения сети, а в момент равенства его напряжению накопительного конденсатора Ток зарядных дросселей прекращается раньше окончания полупериода питанщего напряжения,

На фиг.З показаны напряжения двух фаз питающего напряжения (например, первой фазы - кривая 16 и второй фазы - кривая 17), где t - момент включения выпрямительного диода 2, t, - момент йрекращения ,тока дросселя 5, t4 - момент включения диода 3, t,j - момент прекращения тока дросселя 6,

Для обеспечения управляемости зарядного процесса, т.е обеспечения

возможности выключить тиристор 9, ток череэ, него должен иметь прерыг вистый характер. Поскольку через тиристор протекают токи трех фаз, то для обеспечения управляемости ток одной фазы должен кончаться раньше, чем начаться в следз щей, т.е момент времени t должен наступить раньше, чем t, Границей между режимами непрерывного и прерывистого зарядного тока будет служить совпадение моментов времени t и t4.

На фиг.З изображен гранично-непрерывный режим заряда (кривая 26 - ток тиристора 9), Можно показать,что гранично-непрерывный режим наступает при напряжении накопительного конденсатора

и, 20,72 и,

где и -, амплитудное фазное напряжение питающей сети

При 0,72 тиристора 9 :становится прерывистым и заряд нако- пительного конденсатора может быть прекращен снятием напряжения его управляющей цепи. Следует отметить, что при анализе процессов, происходящих в предлагаемом устройстве, не учи тьгаалось активное сопротивление токо- ограничивающих дросселей 5-7, поэтому в реальном устройстве режим j прерывистьк токов в тиристоре 9 наступит раньше, практически при ц 0.65и„.

Дальнейший заряд накопительного конденсатора осуществляется импульсным, прерывистым током (фиг,4). В момент времени t напряжение на накопительном конденсаторе 8 достигает заданной величины U,,,, от датчика 14 напряжения поступает сигнал на пороговую схему 15, которая срабатьгоает и снимает сигнал управления с тиристора 9, В ближайший нуль тока тиристор 9 закрывается и процесс заряда накопительного конденсатора 8 прекращается

Датчик 14 напряжения настраивается таким образом, чтобы заданное иапря- женив иц5иакопителя находилось в сере

S

0

5 о

0 5

0

5

дине интервала, -на котором ток тиристора 9 прерывистый. Поэтому при изменении напряжения синхронного генерато- ра будет незначительно изменяться только время заряда накопительного конденсатора 8, напряжение же на нем будет оставаться неизменным. Кроме того, если после окончания заряда по каким-либо причинам напряжение на конденсаторе 8 станет меньше заданной величины, от датчика 14 напряжения поступит сигнал, пороговая схема 15. подаст положительное напряжение на управляющий электрод тиристора 9, он откроется и конденсатор 8 начнет подзаряжаться.

Регулировка величины стабилизированного напряжения на накопительном конденсаторе В осуществляется перенастройкой датчика 14 напряжения.

Таким образом, предлагаемый зарядный блок позволяет сравнительно просто осуществлять стабилизацию и регулировку величины стабилизированного напряжения на емкостном накопителе в диапазоне от 0,65 UT до ,, что вполне достаточно для эффективной работы импульсного источника сейсмических сигналов.

Формула изобретения

Зарядный блок импульсного источника сейсмических сигналов, содержащий выпрямитель, ключевое устройство, емкостный накопитель, блок управления, состоящий из датчика напряжения и пороговой схемы, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения устройства при сохранении его мощности, выпрямитель выполнен трехфазным с нулевым выводом, диоды каждой фазы которого подключены через соответствующие дроссели к одному из полюсов емкостного накопителя, другой его полюс через ключевое устройство подключен к нулевому выводу вьшрями- теля, а через шунтирующие диоды - к точкам соединения диодов выпрямителя и, дросселей

16

17

19

7i /Г t

17

19

Изобретение относится к сейсмической разведке. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении его мощности. За счет установки ключевого элемента в цепь нулевого вывода выпрямителя упрощается схема управления блока, а за счет введения вентилей и рекуперативных дросселей повышается КПД устройства. 4 ил.

/ t2

Je

U.H

ц

w

f

в

2Z

Я

tc

tr

26

ЛЛЛЛА

л

24

J