Источник сейсмических сигналов Советский патент 1976 года по МПК G01V1/02 

ство 6, включенное в цепь закоротки параллельно основной обмотке 2, определяет длительность и форму переднего фронта импульса тока нагрузки. Вспомогательная высоковольтная обмотка 3 подключена к электроразрядному преобразователю 4 через воздушный разрядник 7. Низковольтная и высоковольтная цепи ударного генератора разделены дросселем насыщения 8. Низковольтная обмотка 9, 10 (фиг. 2) выполнена однофазной, занимающей /з полюсного деления машины. Высоковольтная обмотка 11, 12 - однофазная концентрическая с подразделенными лобовыми частями уложена в свободные пазы на Vs полюсного деления таким образом, что шаг обмотки оказывается полным, а магнитная ось обмотки перпендикулярна магнитной оси основной низковольтной обмотки. Расположение на расточке статора обмоток 2, 3 так, что их магнитные оси взаимно перпендикулярны (фиг. 2) обуславливает сдвиг амплитудных значений э. д. с. на 90°, причем амплитудное значение э. д. с. вспомогательной высоковольтной обмотки 3 совпадает с максимумом тока /к.з. внезапного короткого замыкания (фиг. 3) низковольтной основной обмотки 2. Известно, что наличие высших гармонических в кривой тока внезапного короткого замыкания, возникающих при несимметричном роторе, обуславливает появление перенапряжений в незакороченных фазах обмотки статора. Величина перенапряжения тем больше, чем больше степень несимметрии ротора. Напряжение на зажимах высоковольтной обмотки 3 р - р /о 1 «-в -«« I 51 где fe - э. д. с. высоковольтной обмотки 3 при разомкнутой обмотке низкого напряжения (режим холостого хода); Xq - синхронная индуктивность по поперечной оси машины при отсутствии на роторе обмоток по поперечной оси; Xd - сверхпереходная индуктивность по продольной оси машины при наличии демпферной обмотки но продольной оси. Известно, что соотношение между Xq и Xd в синхронных явнополюсных машинах может достигать значений 5-7 и более. Соответственно многократно увеличивается всплеск высокого напряжения. Это позволяет обеспечить надежное инициирование межэлектродного промежутка электропреобразователя. Принимаем конструкцию ротора ударного генератора с демпферной обмоткой только по оси d и отсутствием короткозамкнутых контуров по оси q. Тем самым создаем электрическую несимметрию ротора. В исходном состоянии ударный генератор 1 возбуждается. Номинальной э. д. с. Е основной обмотки 2 (фиг. 3) недостаточно для пробоя межэлектродного промежутка электроразрядного преобразователя 4. В высоковольтной обмотке 3 наводится э. д. с., амплитуда которой недостаточна для электрического пробоя промежутков воздушного разрядника 7 и электроразрядного преобразователя 4. Ударный генератор работает в режиме холостого хода. С сейсмостанции подается сигнал, которым включается управляемое коммутирующее устройство 6 в нуль э. д. с. в основной обмотки 2 генератора 1. С этого момента 4 (фиг. 3) обмотка 3 закорачивается устройством 6, и ударный генератор находится в режиме внезапного короткого замыкания. По обмотке 2 и к устройству 6 протекает ток внезапного короткого замыкания /к.з. (фиг. 3), который состоит из периодической и апериодической составляющих. Последняя составляющая обусловлена закороткой основной обмотки 2 в нуль э. д. с. ЕТ. При внезапном коротком замыкании вклад в амплитудное значение тока короткого замыкания /к.з. (фиг. 3) обеих составляющих одинаков. Амплитуда тока внезапного короткого замыкания генератора. / 2 гп1/Сз/о hd - где Efm - амплитудное значение э. д. с. основной обмотки 2 ударного генератора, 7уд - полное сопротивление основной обмотки в сверхпереходном режиме генератора, /Сз - коэффициент затухания, равный 0,85-0,95. Эта амплитуда тока в 2-1/2 раза больше, чем в прототипе, так как амплитуда тока прототипа определяется лишь периодической составляющей тока короткого замыкания и равнаг гтКз/о ™ - ,/97поскольку включение основной обмотки генератора в прототипе происходит в максимум э. д. с. Одновременно с достижением амплитудного значения тока внезапного короткого замыкания /к.з. в момент времени со я амплитуда э. д. с. высоковольтной обмотки 3 (имеющая пикообразный характер за счет перенапряжения) достигает напряжения электрического пробоя промежутков воздушного разрядника 7 и электроразрядного преобразователя 4. Происходит пробой межэлектродного промежутка электроразрядного преобразователя 4 в момент ti (фиг. 4). Управляемым коммутирующим устройством 6 разрывается щунтирующая цепь низковольтной обмотки 2 - ток короткого замыкания из шунтирующей цепи перебрасывается в межэлектродный промежуток электроразрядного преобразователя (фпг. 4). Амплитуда тока и скорость нарастания тока в электроразрядном преобразователе 4 зависит от времени срабатывания устройства 6 и величины сопротивлеиия канала дуги, подготовленного в процессе иппциированпя.

График э. д. с. высоковольтной обмоткн 3 при внезапном коротком замыкании низковольтной обмотки 2 прн несимметрии ротора представлен на фиг. 3. Результирующая э. д.с. обмотки 3 включает в себя весь спектр высших гармонических составляющих потока реакции якоря, так как обмотка 3 выполнена с полным щагом. Например, при 4 согласно выражению (1) величина перенапряжения достигает семикратного значения номинальной э. д. с. обмотки 3. Учитывая это, можно уменьшить число витков вспомогательной высоковольтной обмотки во столько же раз и, соответственно, увеличить сечение меди. Снижение числа внтков обмотки в 7 раз приводит к снижению ее активного и индуктивного сопротивлений в 49 раз. Уменьшение полного сопротивлеиия высоковольтной обмотки позволяет значительно повысить величину тока инициирования дуги и соответственно снизить величину сопротивления межэлектродного нромежутка, что повышает эффективность перехвата дуги основной низковольтной обмоткой.

Веитнльный коммутатор 5 ограничивает протекание тока через электроразрядный преобразователь 4 прн переходе тока через нулевое значение (фиг. 4). Дроссель насыщения 8 иреиятствует попаданию высокого напряжения

в низковольтную цепь здарного генератора 1 прн инициировании дуги.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет посылать в нагрузку ударный ток амплитудой в 2-У2 раза выше, чем в прототипе, при скорости ввода энергнн на порядок выше, чем в прототипе и при том же порядке длительпости гореиия дуги в электроразрядном преобразователе. В результате этого образуется иптенсивиая волна давления со значительно большей амнлнтудой, что позволяет эффективнее использовать электрогпдравлический метод в сейсморазведке.

Формула изобретения

Источник сейсмических сигналов, состоящий из электроразрядного нреобразователя и ударного генератора с основной низковольтной обмоткой и вспомогательной высоковольтной обмоткой, вложенной в часть пазов статора генератора, свободных от основной обмоткн, причем основная обмотка через выпрямительный блок и дроссель насыщення, а вспомогательная - через воздушный разрядник подключены к электроразрядному преобразователю, отличающийся тем, что, с целью повышения нитенснвностн возбуждаемых сейсмических сигиалов, оси вспомогательной высоковольтной и основной низковольтной обмоток взан1мно нерпенднкулярпы.

bv

bl2