Во многих случаях необходимо иметь возможность получения электродвижущей силы пиковой формы, т.е. э.д.с, периодически изменяющейся по кривой, обладающей крутым фронтом.
Для примера можно указать зажигание в автомобильных, авиационных и прочих двигателях внутреннего горения, управление ионными вентилями и т.п. Простейшим способом получения э.д.с. нужной формы является включение и выключение постоянного тока, пропускаемого по первичной обмотке трансформатора для получения э.д.с. во вторичной. При этом, хотя и получается крутой фронт э.д.с, закон ее изменения часто получается не вполне удовлетворяющим специфическим требованиям, зависящим от конкретных условий.
Важным обстоятельством является и то, что при прерывании тока в первичной обмотке получается искрение на коммутаторе и, кроме того, совершенно бесполезная трата энергии, так как, после того, как цепь тока первичной обмотки будет замкнута и ток перестанет изменяться, энергия превращается в джоулево тепло.
Эти недостатки устраняются предлагаемым изобретением, которое дает возможность регулирования формы кривой э.д.с., исключает искрение на коммутаторе и снижает расход энергии.
Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом устройстве последовательно с первичной обмоткой трансформатора, шунтированной омическим сопротивлением, включены соединенные параллельно конденсатор и активное сопротивление.
Предлагаемое устройство изображено схематически на чертеже фиг. 1, на фиг. 2 изображена осциллограмма э.д.с, получаемой в предлагаемом устройстве, на фиг. 3 - схема включения устройства при использовании его для сеточного управления группой ионных вентилей.
Предлагаемое устройство состоит из источника тока 1 (фиг. 1), питающего (через коммутатор 2, конденсатор 3 и сопротивление 4) первичную обмотку 5 трансформатора, шунтированную сопротивлением 7.
При вращении щетки коммутатора 2 во вторичной обмотке 6 трансформатора индуктируется э.д.с. , осциллограмма которой и дана на фиг. 2.
При замыкании цепи коммутатором 2 к первичной обмотке 5 прикладывается полное напряжение источника 1, уравновешиваемое в первый момент лишь э.д.с. самоиндукции обмотки трансформатора, так как конденсатор 3 разряжен и падение напряжения на нем равно нулю. Затем ток, проходящий по первичной обмотке 5 и сопротивлению 7, заряжает конденсатор 3, вследствие чего напряжение, подводимое к обмотке 5, падает, а сила тока в ней уменьшается.
Через некоторое время, определяемое параметрами схемы, конденсатор 3 заряжается до разности потенциалов, почти равной напряжению источника 1, а напряжение, подводимое к обмотке 5, падает почти до нуля. Разрыв цепи коммутатором 2 происходит при ничтожной силе тока, определяемой проводимостью сопротивления 4, которое берется настолько большим, чтобы сила тока в цепи при разрыве ее коммутатором не превосходила 50-100 mA.
После разрыва цепи конденсатор 3 разряжается на сопротивление 4 так, чтобы к моменту последующего включения цепи конденсатор был снова полностью разряжен. Для этого, конечно, постоянная времени контура 3, 4 (фиг. 1) должна быть надлежащим образом рассчитана.
Изменяя величины сопротивления 7 и емкости 3, можно в очень широких пределах регулировать степень остроты пика вторичной э.д.с. и его длительность во времени.
Контур 3, 4 обладает свойствами переменного сопротивления, автоматически меняющего свою величину от нуля (при включении цепи) до величины сопротивления 4 (при выключении). Поэтому введение этого элемента не отражается на величине подводимого к обмотке 5 напряжения при включении тока и весьма сильно снижает силу выключаемого тока и потребляемую мощность.
Как указывалось выше, описанный способ получения пиковой э.д.с. применим, в частности, для сеточного управления ионными выпрямителями.
На фиг. 3 показана схема в применении к управлению одной группой вентилей 11, 12, 13, питаемых трехфазным переменным током. Такая группа вентилей может быть элементом схемы вентильного двигателя, преобразователя частоты и т.п.
На сетки вентилей подан отрицательный потенциал от источника 8 через вторичные обмотки 6 сеточных трансформаторов и сопротивления 9, ограничивающие силу тока. Первичные обмотки 5 сеточных трансформаторов, шунтированные сопротивлениями 7, питаются от источника постоянного тока 1 через конденсатор 3 и сопротивление 4, коммутатор 10, щетка которого вращается синхронным двигателем 11, и коммутатор 15, вращаемый, например, валом вентильного двигателя.
Синхронный двигатель 14 вращает щетку коммутатора 10 с такой скоростью, чтобы длительность замыкания цепи первичной обмотки каждого сеточного трансформатора вентилей 11, 12, 13 была равна периода изменения напряжения, питающего анодные цепи вентилей.
При повороте статора коммутатора 10 меняется фаза подачи пиковой э. д.с. на сетки вентилей, отпирающей их; следовательно, возможно применять способ регулирования выпрямленного вентилями напряжения, известный как способ "отсечки".
Коммутатор 15 управляет включением всей группы вентилей.
Работа схемы в смысле получения пиковой э.д.с. точно соответствует описанному выше.
Предлагаемое устройство для получения пиковой э.д.с. и применение его для управления выпрямителями, по указанию авторов, было экспериментально опробовано и дало хорошие результаты.
1. Устройство для получения э.д.с. пиковой формы, снабженное трансформатором, первичная обмотка коего шунтирована омическим сопротивлением, отличающееся тем, что, с целью регулирования формы пика электродвижущей силы и уменьшения искрения коммутатора, последовательно с первичной обмоткой трансформатора включены соединенные параллельно конденсатор и активное сопротивление.
2. Применение устройства по п. 1 для сеточного управления ионными выпрямителями.
Авторы
Даты
1939-05-31—Публикация
1937-12-09—Подача