Генераторное устройство Советский патент 1981 года по МПК H03K3/11 G01V3/02 

1

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям и может быть применено при амплитуднофазовых измерениях в геоэлектроразведке t а также при проведении электрхимических исследований,

Известны генераторные устройства, содержащие задающий генератор, делитель частоты, основной триггер, инвертор, источник питания инвертора и блоки запуска, в которых для повышения КПД устройства введена стабилизирующая обратная связь с использованием широтно-импульсного модулятора 1.

Данное устройство стабилизирует амплитуду потребляемого инвертором тока, однако при изменении нагрузки не обеспечивает стабильности гшплитуды и фазы первой гармоники в виду наличия реактивных элементов в цепи коммутации инвертора. Кроме того, недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет генерировать одновременно постоянный и переменный ток. В то же время для излучения вольт-амперных характеристик геоэлектрических разрезов требуется пропускать в землю одновременно и переменный, и постоянный ток,

при этом постоянный ток предназначен для смещения рабочей точки на вольтамперной характеристике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержаиое основной источник постоянного тока, включенный в диагональ инвертора, в плечах которого установлены управляемые ключи,0а в другой диагонали - нагрузка, а также блок управления, выходаа которого соединены с управляющими входами ключей. В устройстве кгикдый ключ управляется индивидуально, что-позво-.

5 ляет пропускать через нагрузку, которой является земля, как чисто пере- , менный ток, так и однополярный пульсирующий ток, содержащий как постоянную, так и переменную составляющую 2J,

0 Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет проводить независимую регулировку величины постоянного и инфранизкочастотного тока. Действительно,в таком устройстве имеется возможность только регулировать амплитуду пульсируквдего тока, а при этом одновременно и пропорционально изменяется как величина инфранизкочастотного тока, так и

0 величина постоянного тока. При измерениях же вольт-амперных характеристик геоэлектрического разреза основным режимом работы является такой режим/ когда величина инфранизкочастотного тока поддерживается постоянной, а величина постоянного тока медленно изменяется от нулевых значений до максимальных, а измеряеквлм параметром является приращение амплитуды принимаемого из земли инфранизкочастотного сигнгша в зависимост от величины постоянного тока. Если же при изменении постоянного тока одновременно изменяется и величина инфранизкочастотного тока, необходимо специально компенсировать эти изменения, что приводит к резкому, сни.жению производительности и точности измерений. Цель изобретения - расширение об. ласти применения устройства. Для достижения цели в известное устройство, содержащее мостовой инвертор, в плечах которого установлены управляемые ключи, к управляющим чходам которых подсоединен блок управления, одна из диагоналей инвертора .одержит источник постоякного тока, а другая нагрузку, введен дополнительный источник постоянного тока, включенный в диагональ инвертора последовательно с нагрузкой. На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - упрощенная структурная схема известного устройства)на фиг, 3 - упр щенная принципиальная схема варианта реал-изации предлагаемого устройства. Устройство (фиг.1) содержит ос-новной источник 1 постоянного тока, четыре ключа 2-5, соединенные в две параллельно включенных цепи, каждая из которых содержит два последовател но включенных ключа 2, 3 и 4, 5, бло 6 управления, выходы которого соединены с управляющими входами ключей 2-5, выходные клеммы 7, к которым подключают нагрузку, соединенные с одним из полюсов основного источника 1 постоянного тока и одной из точек параллельного соединения двух цепей (точка а), дополнительный источник 8 постоянного тока, включенный в диа гональ между парами ключей 2-5 (точки в и г)/ причем второй полюс основного источника постоянного тока подключен ко второй точке параллельного соединения двух цепей (точек б) На фиг.2 и 3 применены те же обоз начения, только в качестве ключей 25 показаны тринисторы, а блок управления тринисторами для упрощения схемы, не показан. Устройство работает следующим образом. Первоначально напряжение.на выходе основного источника 1 постоянно го тока устанавливают равным нулю (можно также отключить источник 1, а его выходную цепь замкнуть накоротко с помощью переключателя, не показанного на чертеже). Напряжение дополнительного источника 8 постоянного тока устанавливают небольшим, равным 10-30% максимального напря- жения, которое может вырабатывать источник 1. От блока б управления подают поочередно управляющий сигнал одновременно на ключи 2 и 5, а затем на ключи 3 и 4. При этом через нагрузку, подключаемую к выходным клеммам 7, протекает разнополярный ток прямоугольной формы, в качестве нагрузки обычно используют заземленную питающую линию длиной 2-4 км, через которую в землю пропускают ток. Частота тока обычно выбирается в диапазоне 0,01-20 Гц, так как именно на этих частотах в земле наблюдаются наиболее интенсивные электрохимические процессы. В заданных точках из земли принимается инфранизкочастотный сигнал, с1мплитуда и фаза которого запоминается с помощью измерительного устройства (на чертеже не показано) . Далее на основном источнике 1 постоянного тока устанавливается Небольшое постоянное напряжение, а управление ключами 2-5 продолжается в том же режиме. От источника 1 через нагрузку в дополнение к переменному току начинает протекать постоянный.ток небольшой величины, а на измерительном устройстве регистрируется приращение амплитуды и фазы инфранизкочастотного сигнала за счет смещения, рабочей точки на вольттамперной характеристике под действием постоянного тока, протекающего через, геоэлектрический разрез. Далее устанавливают следующую величину напряжения источника 1 и вновь регистрируют приращения измеряемого сигнала. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение постоянного тока, вырабатываемого источником 1 (например, ток в 20а). Если сопротивление нагрузки, йодключаемой к клеммам 7, равно R,напряжение источника 1 равно U , а напряжение источника 8 равно и2 то через нагрузку протекает ток сложной формы, амплитуда которого изменяется .ступенчато от величины 1 R до величины l Ч величина U постоянна, то величина переменной составляющей в этом токе остается постоянной, не зависящей от напряжения источника 1. Благодаря этому имеется возможность в широких пределах независимо регулировать величину постоянного и инфранизкочастотного тока. Если ключи 2-5 выполнены в. виде тринисторов (фиг.2 и фиг.3),то как и в известном устройстве, предусмотре