Устройство для отпуска или дозировки определенных количеств электрической энергии Советский патент 1939 года по МПК G01R21/10 

Автоматическая дозировка количества электрической энергии может быть осуществлена различным способами.

Применение для этой цели механических систем (счетчики, реле и т. II,) приводит к погрешностям из-за влияния момента трогания, инерции системы и других присущих электрическим измерительным приборам недостатков.

Предлагаемое устройство для автоматической дозировки электрической энергии основано на применении ваттметра с электронными лампами (Ргос. of I. R. Е. № 10, October 1930, Н. М. Turner and F. Т. Me Nomara „An Electron Tube Wattmeter and Voltmeter and a Phase-Shifting Bridge) и имеет целью избежать недостатков механических систем.

Сущность изобретения может быть уяснена из рассмотрения фиг. 1 и 2 чертежа.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства для автоматической дозировки электрической энергии, потребляемой колебательным контуром 16-17.

Такая схема может быть применена, например, для дозировки электрической энергии при калке металлических изделий токами повышенной частоты, плавке металлов высокой частотой и т. п.

Управляемый выпрямитель состоит из анодного трансформатора 25, питающего аноды управляемых вентилей 22, 23 и 24, сетки которых через сеточные сопротивления 26, 27 и 28 получают отпирающие импульсы от вторичных обмоток пиковых трансформаторов 29, 30 и 5/. Первичные обмотки пиковых трансформаторов соединены с фазовращателем 32, управляющим моментом зажигания вентилей 22, 23 и 24 и этим регулирующим величину выпрямленного напряжения, которое подается на управляемые вентили 12 и 13 инвертера на повышенную частоту. Частота получаемого напряжения может быть регулируема частотой задающего генератора П. Инвертирование осуществляется благодаря применению конденсатора /8, приключенного параллельно анодам вентилей 12 и /3, и регулировке момента

зажигания этих вентилей. 20 к 21 - сопротивления в цепи сеток вентилей 12 и 13.

Напряжение повышенной частоты, получаемое на трансформаторе 19, подается на настроенный в резонанс контур, состоящий из емкости 16 и самоиндукции (катушки печи) /7.

Мощность, затрачиваемая контуром, отсчитывается ламповым ваттметром.

Сетки детекторных ламп / и 2 с квадратичными характеристиками получают напряжение от трансформатора напряжения 15, нулевая точка вторичной обмотки которого соединена с одним из концов вторичной обмотки трансформатора тока 14; второй конец вторичной обмотки этого трансформатора соединен с катодами ламп / и 2.

От источника постоянного тока 3 через сопротивление 4 лампы / и 2 получают анодное питание.

Управляемый вентиль (например. Тиратрон) 8, питаемый от источника постоянного тока 9 через сопротивление 10 (включенное между нулевыми токами вторичных обмоток пиковых трансформаторов 30, 31 и 32 и катодами вентилей 22, 23 и 24) получает запираюшее сеточное напряжение от источника постоянного тока 7 через сопротивление 55 и емкость 6.

Лампы 1 н 2 работают на криволинейной части характеристики. В этой части характеристики анодный ток пропорционален квадрату управляющего напряжения. Обозначим напряжение вторичной обмотки трансформатора 15 е Е sin ш1 и напряжение на вторичной обмотке трансформатора 14 ei KIm sin ((р), где К - постоянная, зависящая от трансформатора 14.

Если надлежащим образом подобрать анодные и сеточные напряжения (батареи 5 и, 5), то анодный ток лампы 1 будет пропорционален величине (, а анодный ток лампы 2-величине (е - а). Напряжение на зажимах сопротивления 4 пропорционально разности анодных токов ламп / и 2.

Если принять во внимание вышеприведенные соотношения и произвести необходимые вычисления и упрощения, то мы получим, что постоянная составляющая напряжения на сопротивлении 4 будет равна (/4 : АЕщ 1„ cos 9, где А - коэфициент пропорциональности. Иными словами, напряжение на сопротивлении 4 пропорционально мощности, потребляемой контуром 16-17.

К сопротивлению 4 через сопротивление б приключен конденсатор 6. Когда на сопротивлении 4 будет напряжение, конденсатор 6 начнет заряжаться. В самом начале зарядной кривой, когда напряжение на конденсаторе еще мало, оно будет равно

с - АО Е f COS ср t, (S

где АО - коэфициент пропорциональности.

Таким образом, в начале зарядной кривой напряжение на конденсаторе 6 будет возрастать пропорционально количеству энергии, потребляемой контуром 16-17.

Когда напряжение на конденсаторе 6 достигнет определенной величины, оно скомпенсирует напряжение батареи 7 и тиратрон 8 зажжется.

Падение напряжения на сопротивлении 10 от прохождения тока через тиратрон 8 вызовет запирание управляемых вентилей 22, 23 к 24 и этим прекратит подачу питания в контур 16-17,

Изменяя величину сопротивления 5, можно менять количество энергии, отмеряемое тиратроном 8.

Для повторного включения устройства реле 34 должно быть разомкнуто на 1/50-1/100 секунды и затем вновь замкнуто. Время размыкания может быть уменьшено; оно определяется лишь временем деионизации (восстановлением вентильных свойств) вентиля S.

На фиг. 2 приведена электрическая схема предлагаемого устройства с питанием контура 16-17 от генератора 58 повышенной частоты через выключатель 57, снабженный электромагнитным реле 35 для выключения и блок-шайбой 3S.

Все обозначения на фиг, 1 соответствуют фиг. 2.

при перезарядке конденсатора 6 и зажигании тиратрона 8 выключаючающая катушка 55 сработает и выключатель 37 отключит генератор 38 от контура (печи) 16-17. При этом блок-шайба 36 разомкнет анодную цепь тиратрона 8. При повторном включении выключателя 37 блокшайба 36 вновь включает анодное напряжение на тиратрон 8.

Предмет изобретения.

Устройство для отпуска или дозировки определенных количеств электрической энергии, в котором использована схема лампового ваттметра по типу Турнера и Мак Номара, состояш,ая из двух электронных ламп с квадратичной характеристикой,включенных в контролируемую цепь таким образом, что результирующее падение напряжения на сопротивлении, включенном между их анодами, пропорционально величине измеряемой мощности, отличающееся тем, что падение напряжения на указанном сопротивлении использовано для заряда, через соответственно подобранное сопротивление 5, конденсатора 6, включенного в цепь сетки тиратронного реле 8, предназначенного для выключения контролируемого источника тока, с той целью, чтобы можно было произвольно ограничивать количество отпущенной электрической энергии путем соответствующего подбора либо величины сопротивления 5, через которое происходит заряд конденсатора 6, либо емкости последнего.

фиг.1

гб

к авторскому свидетельству Г. И. Бабата и М. Г. Лозинского № 55030

.38

ti

Zj

rijLr--L

w с Ij r

-Tfffi--V-TT--тЛЛШ

фиг. 2

s

J7

-in:

-M

-/5