Способ стабилизации эффективногозНАчЕНия пЕРЕМЕННОгО TOKA и уСТРОйСТВОдля ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F3/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электротехнических устройствгис и це пях электропитания радиосистем.Известен способ стабилизации эффективного значения переменного ток включающий косвенный подогрев нелинейного элемента (твердотельного термосопротивления). Способ осуществляют стабилизатор тока, содержащим нелинейный элемент л нагревательное устройство 1. Недостатками этого способа и уст ройства является невозможность осуществления малоинерционного режима стабилизации эффективного значения переменного тока в сочетании с огра ничением его амплитуды. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ стабилизации эффективного значения переменного тока, включающий подогрев нелинейного элемента стабилизируе 4нм током в охлаждающей среде, и устройство для осуществления этого способа, содержащее нелинейный элемент, электроды и корДус 2. /стройство Однако этот споср не позволяют осуществить малоинерционный режим стабилизации эффективного значения переменного тока в сочетании с ограничением его амплитуды, что обусловлено конкретными свойствами существующих нелинейных элементов. Их значительная тепловая инертность не позволяет, осуществлять стабилизацию при быстрых изменениях подаваемого напряжения. Устройство чувствительно к токовым перегрузкам.. Цель изобретения - уменьшение инерционности стабилизации. Поставленная цель достигается, тем, что в способе стабилизации эффективного значения переменного тока, включающем подогрев нелинейного элемента стабилизируемым током в охлаждающей среде, подогрев нелинейного элемента осуществляют при создании в нем избыточного давления; этот способ может быть осуществлен устройством, содержащим нелинейный элемент, электроды и корпус, в качестве нелинейного элемента использована жидкостная электролитическая ячейка,межэлектродная область которой разделена перегородкой с размещенным

в ней капилляром, выполненным из синтетического рубина-10.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа.

На фиг.2 - зависимость сопротивления токостабилизирующего элемента с рубиновым камнем.

На фиг.З - вольт-амперные характеристики жидкостного токостабилизирующего элемента с рубиновым камнем типа СЦ-1215хО,36(графики В-Е) и с камнем СЦ-1209х36 (график Ж).

Способ реализуется следующим образом.

В камеру высокого давления 1 (фиг.1), заполненную охлаждающей жидкостью 2, помещают жидкостный стабилизирующий элемент - электролитическую ячейку 3, и создают в нем избыточное давление, большее критического для используемой жидкости-электролита. Пропуская через нелинейный элемент переменный ток, осуществляют его подогрев. Используемые жидкости - водные растворы LiCl, NaCI, KCl, концентрация которых 0,05 m и 0,1 m (молярность). Электролитическая ячейка 3 состоит из двух объемов 4 и 5, сообщающихся между собой только через рубиновый капилляр 6, и электродов 7. Большую часть объема 5 образует сильфон 8, который передает давление от жидкости окружакядей ячейку 3., жидкости-электролиту внутри ячейки. Электролитическая ячейка выполнена автономной для поддержания в ней необходимой чистоты. Электроды 7 - стержни из спектральночистого графита - вклеены в керны 9 и 10 шлифовых соединений. Рубиновый капилляр 6 установлен в перегородке 11 из молибденового стекла. Внутренний объем капилляра (л-Ю см ) является рабочим объмом стабилизирующего элемента.Электролитическая ячейка 3 укреплена на токоподводе 12. Подогрев нелинейного элеи/кнта осуществляется переменным ТОКОМ с частотой 5 кГц. При меншей частоте стабилизируемого тока, наблюдается искажение формы входного сигнала, что обусловлено малой тепловой инертностью стабилизирующего элемента. Тот факт, что проводимост используемых водных растворов уменьш4ется с ростом температуры, обуслаливает возможность использования раствора в токостабилизирукидих устройствах.

На фиг.2 приведена полученная зависимость сопротивления ячейки от прикладываемого к ней напряжения УЯЧ . Участок АВ графика соответствует разогреву аствора электролита в капилляре до Т 250°С, где Т - средняя температура по объему разогреваемого раствора.

На фиг.З изображены вольт-амперные характеристики токостабилизирующего элемента с рубиновым камнем типа СЦ-1215хО,36 (графики В - Ж) при заполнения его 0,05 m водными растворами: В - LiCl, Г - NaCl, Д - КС1, а также при заполнении 0,1. воднь7м раствором KCI (график Е) . График Ж соответствует стабилизирующему элементу с рубиновым камнем типа СЦ-1209хО,36 при его заполнении 0,05 m водным раствором КС1. Получен ный вид вольт-амперных характеристик обуславливает наряду с токостабилизирующим свойством и токоограничивающее действие подобных элементов.

Использование предлагаемого спосо ба позволяет создать малоинерционные устройства, обладающие одновременно и токоограничивающими свойствами, сохраняющие( при соответствующем выборе рабочей частоты и рабочего объема стабилизирующего элемента) форму выходного сигнала. Определенное опытным путем время установления стационарного состояния в рабочем объеме стабилизирующего элемента с рубиновым камнем типа СЦ1215x0,36, определяющее его быстродействие, составляет величину А/о , 1 С

Следует отметить, что величина стабилизируемого тока и предела изменения питающего напряжения, при которых имеет место стабилизация и ограничение сигнала, могут варьироваться как за счет изменения концентрации и качества раствора, так и за счет увеличения числа устанавливаемых в перегородке 11 электролитческой ячейки 3 (фиг.1) капилляров. При этом сохраняется быстродействие устройства в отличие от решения установить один капилляр большего диаметра. Как видно из фиг.З, в устройстве отсутствуют токовые перегрузки. Кроме этого жидкостный стабилизирующий элемент устойчив к значительным перегрузкам питающего напряжения.

Для используемых жидкостей стабильность величины эффективного значения переменного тока/ 5% достигается при изменении питающего напряжения в пределах: стабилизирующий элемент с камнем типа СЦ-1215хО,36 (100 - 190) В при токе стабилизации 19 мА для 0,05 m раствора КС 1 в воде (100 - 230) В при токе стабилизации 27 мА для 0,1 m раствора КС 1 в воде; стабилизирующий элемент с камнем типа СЦ-1209хО,36 - (110190) В при токе стабилизации 10,5 мА для 0,05 гп раствора КС 1 в воде.

Таким образом, уменьшается инерционность устройства более чем на 2 порядка (время установления стационарного состояния составляет/ 0,10) Формула изобретения

1. Способ стабилизации эффективного значения переменного тока, включающий подогрев нелинейного элемента стабилизируемым током в охлаждающей среде, стличающийсй тем, целью уменьшения инерционности стабилизации,подогрев нелинейного элемента осуществляют при создании в нем избыточного давления .

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее нелинейный элемент, электроды и корпус, о тличающееся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде жидкостной электролитической ячейки, межэлектродная область которой разделена перегородкой с размещенным; в ней капилляром.

3. Устройство по п.2 , о т л ичающееся тем, что капилляр из синтетического рубина-10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 126147, кл. G 05 F 3/10, 1960.

2.Попов В. сГ Металлические подогреваемые сопротивления в электроизмерительной технике и автоматике. , М.-Л. , 1964, с..138 (прототип).

КЯЧ-10,0 К

го

.X

ч..А

X

/

X

говт.т

ш Vnv.e

напряжение

2