Устройство для облучения растений в сооружениях защищенного грунта Советский патент 1982 года по МПК H05B41/18 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве при выращивании -растений в теплицах, фитотронах, .вегитационных климатических камерах, в установках ускоренного выращивания растений.

Известно устройство для облучения растений, содержащее транзисторы, источники постоянного тока, выпрямители, трансформаторы. генераторы прямоугольных импульсов, пусковые и контрольные элементы, обеспечивающие импульсный режим облучения. При этом прямоугольные световые импульсы длительностью несколько микросекунд равномерно воздействуют на растения в течение продолжительного периода времени. Соотношение длительности темно; вых и световых пауз рекомендуется не менее, чем Юк Однако это устройство сложно по конструкции, требует большого количества дорогостоящих элементов и имеет невысокую надежность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для импульсного облучения растений, содержащее две группы газоразрядных ламп, балластные дроссели, балластные конденсаторы, пересчетный коммутатор с кольцевым счетчиком, блоком синхронизации и выключателем, полупроводниковые коммутаторы тока, например Тиристоры ,. соединенные управляющими электродами с выходами пересчетного коммутатора f2j.

15

Недостатком .данного устройства является то, что оно не позволяет регулировать в широких пределах параметры световых импульсов, и не реализует непрерывные режимы облу20чения растений. Кроме этого, требуется значительное количество тирисTOfjoB, равное количеству использованных ламп. 3g Цель изобретения - экономия электроэнергии и улучшение качества облучения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для облучения растений в сооружениях защищенного грунта, содержащее две гоуппы газоразрядных ламп, балластные дроссели, балластные конденсаторы, выключатель блок синхронизации кольцевой счетчик импульсов и полупроводниковый коммутатор тока, например симистор, причем газоразрядные лампы одним выводо подключены к общему выводу, а другие выводы газоразрядных ламп через балластные конденсаторы и балластные дроссели соединены каждый с отдельным выводом для подключения к фазным выводам трехфазной сети, вход блока синхронизации через выключател соединен с одним из выводов для подключения к одному из фазных выводов трехфазной сети, а выход блока синхронизации подключен к счетному входу кольцевого счетчика импульсов, снабжено программным реле времени, генератором импульсов управления, кольце вой счетчик импульсов выполнен с возможностью регулировки числа разря дов , а балластные конденсаторы выпол нены .с регуляторами величины емкости причем общий вывод газоразрядных лам через параллельно соединенные симистор и«замыкающий контакт программног реле времени подключен к выводу для присоединения к нулевому проводу .. трехфазной сети, выходы программного реле времени соединены с входами регуляторов величины емкости балластных конденсаторов, и регулирующим вхо дом кольцевого счетчика импульсов, выход которого через генератор импуг льсов управления подключен к управляющему электроду симистора. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство содержит цепи из последовательно включенных балластных дросселей 1 и балластных конденсаторов 2, газоразрядных ламп 3, имеющих общий вывод k, подключенный к ну левому проводу питающей сети через коммутирующий элемент 5 например симистор. Управляющий электрод симис тора 5 через генератор 6 управляющих импульсов соединен с выходом кольцевого счетчика 7 с регулируемым числом разрядов. Счетный вход кольцевого сметчика 7 связан с питающей се14 , тью через блок 8 синхронизации и выключатель 9. Регулирующий вход кольцевого счетчика подключен к выходу программного реле 10 времени, замыкающий контакт 11 которого подключен параллельно симистору 5 а другой выход программного реле 10 времени подключен к входам 12 регуляторов величины емкости балластных конденсаторов 2. Выводы 13 и И служат для подключенияк фазным проводам, а вывод 15 к нулевому проводу трехфазной сети питания. Устройство работает следующим образом. При подключении устройства к двум фазам питающей сети и отключенной цепи управления к -зажимам 13 и 1 подается линейное напряжение. Ток проходит по цепи дроссель 1 - конденсаторы 2 - газоразрядные лампы 3- По мере разгорания газоразрядных ламп 3 ток в них нарастает. В установившемся режиме (непрерывное облучение растений) этот ток, а следовательно и облученность растений зависят от напряжения питающей сети,, индуктивности балластных дросселей 1, емкости балластных конденсаторов 2 и типа газоразрядных ламп. Минимальная величина емкости балластных конденсаторов 2 обусловлена физическими свойствами газового разряда в применяемых лампах 3, так как протекающий через них ток не снижается ниже определенного критического значения, при котором еще поддерживается устойчивый газовый разряд и лампы не гаснут. Этому же минимальному току (он может составлять всего несколько процентов от номинального тока газоразрядных ламп 3) соответствует и минимально возможный уровень непрерывного облучения растений. Регулирование амплитуды световых импульсов осуществляется в широких пределах (в соответствии с видом растений и стадией их развития) изменением емкости конденсаторов 2 с помощью программного реле 10 времени или шунтированием симистора 5 замыкающим контактом 11 программного реле 10 времени. Непрерывные режимы облучения растений обеспечиваются, когда цепь управления отключена выключателем 9 и симистор 5 находится в закрытом состоянии. При фиксированных параметрах схемы величина непрерывного фона облучения остается неизменной и при переводе устройства на импульсны режимы облучения; При замыкании выключателя 9 цепь управления подключается к питающей сети. Во время прохождения каждой синусоиды напряжения питающей сети блок 8 синхронизации вырабатывает единичные импульсы. С его выхода еди ничные импульсы с частотой следования, равной частоте питающей сети, поступают на вход кольцевого счетчика 7 импульсов с регулируемым числом разрядов. Выбор режимов работы устройства (непрерывные, импульсные), а также изменение числа разрядов счетчика 7 и емкости балластных конденсаторов 2 осуществляется программным реле 10 времени. При этом число разрядов соответствует числу полуволн питающего напряжения, которые пропускаются прежде, чем управляющий сигнал в виде прямоугольного импульса длительностью полупериод напряжения питающей сети поступает с выхода счетчика 7Например, если в счетчике включено пять разрядов, то.его выходные импульсы, поступающие на вход генератора 6 управляющих импульсов, подаются в течение каждой пятой полуволны напряжения питающей сети. При увеличении числа ячеек до десяти в течение каждой десятой полуволны напряжения питающей сети и т.д. Это дает возможность соответственно изме нять частоту следования световых импульсов, накладываемых на непрерывны фон облучения растений. Таким образом, с выхода кольцевог счетчика 7 прямоугольные импульсы длительностью полупериода напряжения питающей сети и частотой следования зависящей от количества включенных разрядов, поступают на вход генерато ра 6, который преобразует выходные прямоугольные импульсы счетчика 7 в серии импульсов управления, следующи с частотой 2-3 кГц в течение соответ ствующего полупериода питающего напряжения. В моменты отпирания симистора 5 оби;ий вывод подключается к нулевому .проводу 15 питающей сети. При это увеличивается разность потенциалов между точкой Ц и зажимами 13 и 1 отдельных фаз питающей сети, посколь ку к цепям прикладывается фазное напряжение сети, а не половина линейного, как в режимах с отключенным нулевым выводом питающей сети. Наряду с этим уменьшается емкостное сопротивление балласта, что также способствует увеличению тока в цепях газоразрядных ламп 3. Таким образом, достигается кратковременное увеличение амплитуды световых импульсов, накладываемых на постоянный фон хзблучения. При запирании симистора 5 связь общего вывода 4 ламп 3 с нулевым выводом 15 питающей сети прерывается, что приводит к скачкообразному снижению уровня облученности растений. В дальнейшем процесс повторяется. Таким образом, световые импульс.ы различной амплитуды и частоты следования по заданной программе накладываются на непрерывный фон облучения, величина которого также изменяется в широких пределах. Периодическое изменение уровней облучения слабого (при запирании симистора 5) и сильного (при периодическом отпирании симистора 5- в импульсных режимах), отсутствие темновых пауз создает необходимый эффект возбуждения жизнедеятельности растений, способствует ускоренному развитию растений. Благоприятное воздействие оказывает также изменение постоянного фона облучения в процессе выращивания растений. Изменение амплитуды и частоты световых импульсов, а также величины непрерывного фона облучения позволяет -достигать значительной экономии электроэнергии без снижения интенсивности фотосинтеза и биометрических показателей растений, что обеспечивает достижение определенного экономического эффекта. Формула изобретения Устройство для облучения растений в сооружениях защищенного грунта, содержащее две группы газоразрядных ламп, балластные дроссели, балластные конденсаторы, выключатель , блок синхронизации, кольцевой счетчик импульсов и полупроводниковый коммутатор тока, например, симистор, причем газоразрядные лампы одним вь1водом подключены к общему выводу, а другие выводы газоразрядных ламп через балластные конденсаторы

79

и балластные дроссели соединены каждый с отдельным выводом для подключения к фазным выводам трехфазной сети, вход блока синхронизации через выключатель соединен с одним из выводов для подключения к одному из фазных выводов трехфазной сети, а выход блока синхронизации подключен К счетному входу кольцевого счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е вся тем, что, с целью экономии электроэнергии и улучшения качества облучения, оно снабжено программным реле времени, генератором импульсов управления, кольцевой счетчик импульсов выполнен с возможностью регулировки числа разрядов, а балластные конденсаторы выполнены с регуляторами величины емкости, причем общий

718

вывод газоразрядных ламп через параллельно соединенные симистор и замыкающий контакт программного реле времени подключен к выводу для присоединения к нулевому проводу трехфазной сети, выходы программного реле времени соединены с входами регуляторов величины емкости балластных конденсаторов и регулирующим входом кольцевого счетчика импульсов, выход которого через генератор импульсов управления подключен к управляющему электроду симистора.

.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3876907, кл. Н 05 В 37/00, 08.0i.75.

2.Авторское свидетельство СССР N678736, кл. Н 05 В , 01.09.76.