Устройство для моделирования поля короны постоянного тока Советский патент 1978 года по МПК G06G7/62 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛЯ КОРОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА На чертеже дана структурная схема описываемого устройства. Оно содержит высоковольтный генератор 1 инфраиизкой частоты, высоковольтный выключатель 2 напряжения, высоковольтный делитель 3 напряжения, зонд 4 с измерител ным сопротивлением, аашунтированным емкостью, измерительный усилитель 5, комк утатор 6, блок 7 задания начальных условий на интеграторах, интеграторы 8,9, инвертор 10, блок 11 задания параметров и констант ( €-0, LU ) блок 12 деления и регист р1фующий блок 13. Генератор 1 Служит для выработки и задания инфранизкочастотного сигнала (0,1 0,01 Гц) высоковольтного (порядка 1О киловольт) синусоидального напряжения, задаваемого на зонд 4 и высоковольтный делитель 3 напряжения. Выключатель 2 служит для включения и выключения ы.1сокого ийфранизкочастотного напряжения, вырабатываемого генератором 1. Делитель 3 задает инфраниакочастотный сногнал уменьшенной амплитуды на вход коммутатора 6. Зонд 4 с измерительным сопротивлением, зашуптированным емкостью, является датчиком тока служащим для ввода информации в схему устройства, он осуществляет забор носителей заряженных частиц (ионов) из простран ства поля короны постоянного тока. Усилитель 5 служит для усиления малых (мкв) зондовых напряхсений, снимаемых с измерительного сопротивления и пропорциональных зондовым токам (доли микроампера), комму татор 6 управляет последовательностью пе- реключений контактов реле, связывающих между собой интеграторы 8,9 и инвертор 1 которые образуют модель (аналоговую) электронного маятника, генерирующего напряжение, изменяющееся во времени по си1гусоидальному зако{1у. Блок 7 задает начальные условия на интеграторах 8 и 9. Интегратор 8 является блоком устройства, входящим в состав модели электронного маятника, интегратор 9 также, как и интегратор 8, входит всостав модели электронного маятника, предназначенного для генерирования синусоидального напряжения той же частоты. Инвертор 10 инвертирует выходное напряжение, поступающее на него с выхода интегратора 9 через коммутатор 6, и является неотъемлемой составной частью аналоговой модели электронного маятника. Блок 11 служит для установления перед началом работы схемы устройства (вручную велкчитл напряжения t-io , пропорциональной величине произведения кош танты д и частоты U, а блок 12 - для деления двух напряжений, одно из котор 1х пропорциональНО величине feqCO , а другое - пропорционально значению biTi , поступающему с выхода интегратора 9, где f - угол сдвига (Ьаз между током зонда и напряжением, задаваемым на зо1. Блок 13 регистрирует выходное напряжение, поступающее с блока 12 и пропорциональное искомой величине произведения кр. Выход генератора 1 соединен со входом делителя 3 через выключатель 2 напряжения. Зонд 4 соединен с измерительным усилителем 5 через измерительное сопротивление, зашунтированное емкостью, выход усилителя 5 соединен со входом коммутатора 6. Выход интегратора 8 и вход и выход интегратора 9 и вход инвертора 10 попарно связаны между собой через контакты реле коммутатора 6 системой двух последовательно соединенных контактов реле. Один из контактов каждой системы контактов нормально замкнут, а второй - нормально разомкнут. Нормально разомкнутые контакты срабатывают от напряжения, пропорционального зондовому току, а нормально замкнутые контакты размыкают с я по сигналу, пропорциональному напряжению, задаваемому на зонд. Перед началом работы устройства на блоке 7 устанавливаются начальные условия на интеграторах 8 и 9, на блоке 11 устанавливается уровень напряжения, пропорциональный величине произведения LQ , ( Зонд 4 помещается в исследуемую точку поля короны постоянного тока. Замыкается контакт выключателя 2, при этом на зонд 4 поступает высокое напряжение инфранизкой частоты, генерируемое генератором 1. Напряжение, пропорциональное зондовому току, снимаемое с измерительного сопротивления, усиливается усилителем 5 и подается на вход коммутатора 6. Электронный маятник, построенный на . интеграторах 8 и 9 и инверторе 10, запускается в работу теми начальными условиями, которые были заданы на блоке 7 задания начальных условий. Останов электронного маятника осуществляется в момент времени, когда напряжение, пропорциональное величине напряжения, задаваемого на зонд и действующее на входе коммутатора 6, достигает уровня дискриминации; при этом контакты реле коммутатора разрывают связи между интеграторами 8 и 9 к инвертором 1О, в результате чего, на них запоминается мгновенное значение напряжения, пропорциональное синусу угла сдвига фаз между током зонда и напряжением, задаваемым на зонд. Это напряжение подается на блок 12, реализующий операцию деления двух напряжений а) Hiifl : У р - &о .

При этом на выходе блока 12 форм1фуется напряжение, пропорциональное величине искомого произведения Кр , которое подается на блок 13 и регистрируется в нем,

Перемешая зонд 4 в другую точку исследуемого пространства и повторяя описанную выше процедуру, получим распределение величины произведения Kf поля короны постоянного тока.

Таким образом, устройство для моделирования поля короны постоянного тока, благодаря новым элементам и связям, обладае большой точностью моделирования.

Формула изобретения Устройство для моделирования поля короны постоянного тока, содержащее высоковольтный генератор ии4ч:1анизкой частоты, соединенный через высоковольтный выключатель со входом высоковольтного делителя напряжения и входом зонда, выход которого подключен ко входу усилителя, выход высоковольтного делителя напряжения соединён с первым входом коммутатора, блок деления, регистрирующий блок, интеграторы и инвертор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены блок задания параметров и констант и блок задания начальных условий, причем выход блока задания параметров и констант соединен с первым входом блока долаиия, выход которого соединен со входом регистрирующего блока, а второй вход - с выходом первоп интегратора, соединенного с соответствующим .выходом коммутатора, выход блока задания начальных условий подключен к первь м входам первого и второго интеграторов, второй вход первого И)1тегратора подключен к соответствующему выходу коммутатора, второй вход второго интегратора через инвертор соединен с соответствующим выходом коммутатора, выход усилителя подклю чей ко второму входу коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Лев1гтов В. И., Ляпиы А. Г., Попков В. И. и Шн Из ян-ян. Методик а зондовых исследований поля коронь постоянного тока с применением осциллографа. Известия АН СССР, ОТН - Энергетика и автоматика, 1962, № 2.

2.Веников В. А. Теория подобия и моделирования применительно к задачам, электроэнергетики, М., Высшая ижола, 1966, рис. 5,35.