Устройство для питания установкиТлЕющЕгО РАзРядА Советский патент 1981 года по МПК H05B7/16 

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано, на пример, в установках тлеющего разряда для }4имико-термической обработки изделий. Известно.устройство для питания установки тлеющего разряда, содержащее датчик напряжения, связанный с одним из входов порогового элемента, вход которого подключен к коммутирующему органу и ко входу элемен та задержки времени . Известно также устройство для питания установки тлеющего раЭряда,, содержащее источник питания .постоянного тока, подключенный к электродам разрядной камеры и снабженный управляемым коммутирующим блоком, трансформатор, первичная обмотка которог подключена к указанным электродгил, и датчик тока 21. Недостатком известныхустройств является низкая надежность работы. Цель изобретения - п.овьшение надежности работы установки. Для достижения этой цели устройст во- снабжено конденсатором, включенным последовательно с резистором в цепь первичной обмотки трансформатор и логическим элементом И, входы . которого соединены со вторичной обмоткой трансформатора и выходом датчика, а выход - через одновибратор подключен к управляющему входу коммутирующего блока, причем датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, а вторичные обмотки обоих трансформаторов шунтированы-диодами. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит трансформатор 1, первичная обомотка которого включена через конденсатор 2 и резистор 3 параллельно электродам разрядной (остановки,причем начало обмотки (здесь и везде на чертеже обозначено точками) присоединено,например,к отрицательному электроду,а конец - через резистор 3 и конденсатор 2 к положительному электроду;трансформатор 4 тока,первичная обмотка которого представляет собой кабель цепи технологического тока,причем технологический ток поступает,например,в начало обмотки;логический элемент И 5,на оба входа которого подаются сигналы с вторичных обмоток обоих трансформаторов 1 и 4,шунтированных диодами 6 и 7, включенными встречно началу обмоток. При этом, если на входы логическо го элемента необходимо подавать сигналы, например, положительной полярности, то начала обмоток присоединяются к соответствующим входам логического элемента, а их концы присоединяются вместе к шине 8 источника питания этого элемента (возможны дру гие варианты включенияобмоток транс Форматоров 1 и 4) . Устройство содержит также одновиб ратор 9, вход которого присоединяетс к выходу логического элемента И 5, а выход - к коммутирующему блоку 10, выполненному в виде управляемого вып рямитёляс емкостным гашением и пред назначенному для быстрого отключения источника 11 технологического тока. Работа устройства основывается на особенности вольт-амперной характери тики разряда, заключакицейся б том, что при переходе рабочего разряда в дуговой наклон характеристика становится отрицательной-, т.е. быстрое уменьшение напряжения на электродах сопровождается быстрым увеличением тока, в то время как ria рабочей части вольт-амперной характеристики газового разряда существует практически прямая пропорциональная зависимость между напряжением на электродах и силой технологического тока Таким образом, при определении, когда нарастание технологоческого тока сопровождается убыванием напряжения на электродах, фиксируется момент перехода рабочего разряда в дуговой . Осуществляется это при помощи тра нсформатора 1,.реагирующего на умень шение напряжения на электродах, и трансформатора 4 тока, реагирующего лишь на увеличение технологического тока. Для этого первичная обмотка трансформатора 1 включена параллельно электродам через резистор 3 и кон денсатор 2, который дифференцирует напряжение на электродах и постоянну составляющую тока не пропускает, в результате чего резко снижаются элек трические потери в резисторе 3. Когда процесс в камере установки идет на рабочей части вольт-амперной хара ктеристики , конденсатор 2 заряжаетс до рабочего напряжения. При падении напряжения на электродах (например, при срыве рабочего разряда в дуговой либо при регулировании), через первичную обмотку трансформатора 1 в направлении от начала обмотки к ее концу проходит разрядный ток конденсатора 2. При этом на вторичной обмотке появляется сигнал (напряжение следующей полярности: йоюс на начале обмотки, минус - на конце. Когда напряжение на электродах возрастает (например, при регулировании) . через первичную обмотку рансформатора 1 в направлении от онца обмотки к ее началу проходит ок дозар5 да конденсатора 2. Однако оявившийся при этом сигнал на вторичой обмотке трансформатора 1 (плюс а конце , минус на начале) шунируется диодом 6, включенным встречно ачалу обмотки. Таким образом, сигнал на вторичной бмотке трансформатора 1 появляется ишь при убывании напряжения на элекродах . Технологический ток дифференцируется при помощи трансформатора 4 тока, при этом на его вторичной обмотке появляется сигнал (напряжение) лишь тогда, когда постоянный технологический ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора 1 в направлении от начала обмотки к ее концу, изменяет свое значение (например, при срыве рабочего разряда в дуговой, либо при регулировании), причем при увеличении технологического тока на вторичной обмотке появляется сигнал,полярность которого -плюс на начале обмотки, минус - на конце, а при уменьшении технологического тока появившийся на вторичной обмотке сигнал противоположной полярности шунтируется диодом /, включенным встречно началу обмотки. Таким образом, сигнал на вторичной обмотке трансформатора 4 появляется лишь при увеличении технологического тока. Далее сигналы со вторичных обмоток трансформаторов 1 и 4 подаются на оба входа логического элемента И 5, на выходе которого сигнал появляется только в том случае, когда поданы сигналы на оба входа одновременно, т.е. когда убывание напряжения на электродах сопровождается увеличением технологического тока в момент срыва рабочего разряда в дуговой. Таким образом, в момент перехода рабочего разряда в дуговой на выходе логического элемента И 5 появляется импульсный сигнал. Этот сигнал поступает на вход одновибратора 9, на выходе которого появляется импульсный сигнал заданной длительности, определяемой временем, необходимым для полной деионизации разрядного промежутка. Сигнал с выхода одновибратора 9 подается на коммутирующий блок 10, который с достаточно высоким быстродействием прерывает технологи- ческий ток и предотвращает развитие дуги. В качестве этого блока рекомендуется использовать управляемый выпрямитель с емкостным гашением, так как кроме высокого быстродейстВИЯ в отключении технологического тока, такое устройство позволяет произ-водить плавное регулирование технологического процесса, за счет регулирования величины технологического тока.

После того, как действие сигнала выходе одновибратора 9 прекращается с истечением указанного времени, связанного с необходимостью полной деионизации разрядного промежутка, коммутирующий блок 10 возвращается в исходное состояние у вновь подает ся напряжение на электроды разрядного промежутка.

Таким образом, в предлагаемом устройстве полностью исключаются потери в цепи технологического-тока (связанные в известном устройстве с наличием резистора и шунта цепи этого тока) , резко снижаются потери в резисторе 3, благодаря наличию конденсатора 2, включенного в цепь первичной обмотки трансформатора 1 и не пропускающего постоянную составляющую тока.

Кроме того, на вторичных обмотках обоих трансформаторов 1 и 4 формируются (в момент срыва рабочего разряда в дуговой) достаточно мощные, сигналы, которые фиксируются простейшим логическим элементом И 5 и не требуют специального сложного устройства усиления и порогового устройства. Все это повышает помехоустойчивость предлагаемого устройства и надежность разрядной установки в целом.

Повышенная помехоустойчивость и наличиеодновибратора 9 позволяют сократить ,и упорядочить время отключенного сотояния разрядной установки (после срыва рабочего разряда в дуговой), что также сказывается на ее экономичности.

Предлагаемое устройство позволяет по сравнению с известным, в 10-30 ра уменьшить электрические потери (такой разброс связан с возможностью изменения величины сопротивления шунта и резистора ;.известнрго устройства, в которых возникают эти потери), а также, на 5-10% увеличить время рабочего состояния разрядных установок, за счет исключения ложных отключений.

Таким образом, использованием предлагаемого устройства достигается положительный эффект в виде повышения экономичности и надежности разрядной установки.

0

Формула изобретения

Устройство для питания установки i5 тлеющего разряда, содержащее источник питания постоянного тока, подключенный к электродам разрядной камеры и снабженный управляемым коммутирующим блоком, трансформатор, 20 первичная обмотка которого подключена куказанным электродам, и датчик тока, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности работы установки, оно снабжено конденсатором, включенным последовательно с резистором в цепь первичной обмотки трансформатора, и логическим элементом И, входы которого соединены со вторичной обмоткой трансформатора и выходом датчика, а выход 30через одновибратор подключен к управляющему входу коммутирующего блока, причем датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, а вторичные обмотки обоих трансформаторов

35 шунтированы диодами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 528709, кл. Н 05 В 7/16, 1974,

40

2.Авторское свидетельство СССР № 379346, кл. В 23 Р 1/02, 1971.