Устройство для управления разрядником электроимпульсной установки Советский патент 1989 года по МПК G05B19/00 

Изобретение относится к автоматике, конкретнее к устройствам автоматического управления коммутаторами разрядных цепей электроимпульсных установок.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

На чертеже изображена электрогид- роимпульсная установка.

Установка содержит источник 1 постоянного напряжения, подключенный к сети, батарею 2 конденсаторов, соединенную с нагрузкой 3 разрядным контуром 4 через разрядник 5, управление которым производится устройством, содержащим последовательно соединенные датчик 6 напряжения, включенный параллельно батарее 2 конденсаторов, и компаратор 7 напряжения, к второму входу которого подключен выход делителя 8 напряжения, включенного параллельно источнику 9 постоянного напряжения. Выход компаратора 7 напряжения подключен к входу формирователя 10 импульса и блок 11 повторного запуска, выход которого через развязывающие диоды D, D под- ключены к входу 12 усилителя /13 мощности, выход которого подключен к входу блока 14 поджега разрядника, подключенного выходом + к управля - ющему входу разрядника 5, а выходом - - к опорному выходу задатчика 15 потенциала, включенного параллельно разряднику 5.

Формирователь 10 импульса может состоять из последовательно соеди- ненных токоограничивающего сопротивления R, и дифференцирующей емкости С. Развязывающий диод D1 срезает отрицательные импульсы формирователя 10. Блок 11 повторного запуска может состоять из диода D3, анод которого является входом блока двухвходовой схемы И-НЕ, подключенных к ее выходу последовательно соединенных элементов НЕ.,, HEt,HE3 и емкости Cj, включенной параллельно элементу НЕ, при этом выход элемента НЕ 3 является выходом блока, а входы схемы И-НЕ подключены к катоду диода D3 и выходу элемента HE,j. Усилитель 11 мощности может быть выполнен, например, на транзисторе Т по схеме повторителя, при этом емкость С 4 используется для исключения постоянной составляющей сигнала. Блок 14 поджига может со

5

0

5

стоять из последовательно соединенных емкости €5-, заряжаемой через сопротивление R3 от источника постоянного напряжения, например выпрямителя, подключенного к сети, ключа D4, например тиристора, управляющий вход которого является входом блока, и повышающего трансформатора Тр, вторичная обмотка которого является выходом блока.

В качестве разрядника 5 могут использоваться игнитроны, тригатро- ны и управляемые искровые разрядники,, В качестве нагрузки может выступать электровзрывной патрон,водный промежуток и т.д.

Задатчик 15 потенциала состоит из резисторного делителя напряжения, собранного на резисторах R3, R4,шунтированных емкостями соответственно С ф и С 5. При этом средняя точка делителя является выходом блока, а крайние - входами. Задатчик потенциала предназначен для задания по-

блока поджига. Потенциал U - ределяется по выражению

опUc

30

R 3+ R4

з

где U,

напряжение емкости С1.

5

0

5

0

5

Таким образом, при заряде емкости накопителя С, потенциал U - растет, что облегчает включение коммутатора 5 и повышает надежность работы устройства. Чтобы исключить утечку через цепь R3, R , их номинал составляет несколько мегаом. Емкость С3, С4 предназначена для передачи импульса от блока поджига к управляющему выводу разрядника 5 (коммутатора). Номинальное значение емкостей (несколько сот пикофард) выбирается так, чтобы емкостное со1

противление -- составляло большую Uj С.

величину для медленно меняющегося напряжения емкости С,, и малую для импульсного напряжения от блока поджига.

Диоды D-i и D образуют элемент ИЛИ 16.

При использовании устройства в установках для электроимпульсной запрессовки труб выходы формирователя 10 через диод и блок 11 повторного запуска подключаются к входу

усилителя 13 через элемент И 17 (показано пунктиром), второй вход которого подключен к выходу устройства контроля выполнения шага.

Система работает следующим образом.

В начальный момент на выходе компаратора 7 напряжение равно О. На катоде диода D3 напряжение равно О, поэтому элемент И-НЕ не срабатывает и на ее выходе напряжение равно напряжению логической 1, на выходе элемента НЕ, - логическому О, на выходе элемента НЕа и на втором входе элемента И-НЕ - логической 1, на выходе элемента НЕ3 - логическому О,емкость Сз заряжена так,что потенциал точки а равен логической 1,а точки б - логиче- скому О. Емкость С3 заряжена. После включения установки в сеть батарея 2 конденсаторов начинает заряжаться, при этом возникает напряжение на емкости С,, а соответственно и напряжение U д на выходе датчика 6 напряжения (делителя) и на выходе компаратора 7 напряжений.

В момент,когда напряжение ид превысит напряжение задания U оп, задаваемое с помощью делителя 8, подключенного к источнику 9 опорного напряжения, компаратор 7 напряжений сработает и на его выходе появится напряжение, равное напряжению логической 1, по переднему фронту которого формирователь 10 импульсов через диод D f выдает импульс положительной полярности на вход усилителя 13 мощности, который усилит сигнал до параметров, необходимых для открытия тиристора D 4 и блока 14 поджига, тиристор откроется и емкость С 5 разрядится на первичную обкладку повышающего трансформатора Тр, при этом высоковольтный1импульс с вывода + его вторичной обмотки подается на управляющий вход разрядника 5, который включится и замкнет разрядный контур 4 электроимпульсной установки и в нагрузке 3 пройдет импульс тока, который, например, взорвет электровзрывной патрон или произведет работу по формообразованию металла.

Напряжение на емкости С1 . в процессе разряда снизится компаратор . 7 напряжения возвратится в исходное состояние, когда напряжение на его

0.

5

0

5

0

5

выходе равно напряжению логического О. В дальнейшем емкость С-, заряжается, напряжение на ней растет и цикл повторяется.

Если в каком-то из циклов разрядник 5 после подачи на его управляющий вход импульса не включится в цепь и не замкнется, емкость С1 останется заряженной, а компаратор 7 напряжения - включенным, поскольку при этом напряжение на катоде диода равно 1, а напряжение на выходе элемента HEt также равно 1, то и элемент И-НЕ включен и на его выходе напряжение равно напряжению логического О. Емкость С3 при этом перезаряжается так, что напряжение на ее выводах а и 5 (соответственно вначале 1 и О) изменяется на О и 1. Когда емкость перезарядится и на ее выводе 5 появится 1, элемент НЕ переключится, на его выходе появится О, на выходе элемента НЕЭ появится 1, которая че- рез диод D2 поступит на вход усилителя 13 мощности, усиливающего ее, и подаст повторный импульс на открытие тиристора Вд, после чего подается повторный импульс на включение разрядника 5. После переключения элемента НЕ 1 на втором входе элемента И-НЕ появится логический О, на выходе элемента И-НЕ - логическая 1 и емкость опять перезаряжается так, что на ее выводе 6 появится О, т.е. цикл повторится и блок 11 фор0

5

0

5

мирует импульсы до тех пор, пока

1 на выходе компаратоТ

не исчезнет ра 7.

Для правильного функционирования системы необходимо, чтобы емкость Су к моменту прихода повторного импульса успевала заряжаться до требуемого напряжения.

Формула изобретения

Устройство для управления разрядником электроимпульсной установки, содержащее датчик напряжения, компаратор напряжения, формирователь импульса, усилитель мощности и блок поджига разрядника, положительный вывод высокого потенциала которого соединен с выводом устройства для подключения управляющего входа разрядника,вывод устройства для подключения входа питания разрядника подключен к входу датчика напряжения, выход которого соединен с входом компаратора напряжения, выход которого подключен к входу формирователя импульса, выход усилителя мощности которого подключен к управляющему входу блока поджига разрядника, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности формирования разряда, в устройство введен элемент ИЛИ, блок повторного запуска и задатчик потенциала, первый и второй выводы питания которого подключены соответ

5

ственно к выводам устройства для подключения входа питания и исполнительного выхода разрядника, опорный выход задатчика потенциала соединен с отрицательным выводом высокого потенциала блока поджига разрядника, вход и выход блока повторного запуска подключены соответственно к выходу компаратора напряжения и к первому входу элемента ИЛИ, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом усилителя мощности и выходом формирователя импульса.

Изобретение относится к автоматике, а более конкретно к устройствам автоматического управления коммутаторами разрядных цепей электроимпульсных установок. Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства. Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, батарею 2 конденсаторов, нагрузку 3, разрядный контур 4, разрядник 5, датчик 6 напряжения, компаратор 7 напряжения, делители 8 напряжения , источник 9 постоянного напряжения, формирователь 10 импульса , блок 11 повторного запуска, усилитель 13 мощности, блок 14 поджига, задатчик 15 потенциала, элемент ИЛИ 16 и схему И 17. При заряде емкости CI накопителя потенциал отрицательного вывода высоковольтной обмотки блока 14 поджига повышается за счет заряда емкостей задатчика 15 потенциала, что позволяет формировать более высокий потенциал, подаваемый на управляющий вход разрядника 5, и повысить надежность его срабатывания. При несрабатывании разрядника 5 от сигнала, снимаемого с формирователя 10 импульса, блок 11 повторного запуска вырабатывает дополнительные сигналы на включение разрядника 5. 1 ил.