Способ определения тока в разрядном контуре конденсатора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения тока, протекающего в разрядном контуре конденсатора. Цель изобретения - повышение достоверности определения тока в разрядном контуре конденсатора при упрощении . В разрядном контуре, состоящем из конденсатора 1, резистора 3, индуктивности 4, ключа 2, датчиком 5 воспринимают полезный сигнал, пропорциональный току в контуре, фиксируют его на экране осциллографа 6 в виде изменяющейся по гармоническому закону кривой с максимумами и минимумами, определяют ток расчетным путем по методике, обоснованной и изложенной в описании и основанной на анализе переходного процесса. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4490322/21 (22) 06.10.88 (46) 15,04.91. Бюл, ЬЬ 14 (72) А,М, Булкин, С.С. Робатень и Л.И. Часнык (53) 621.317,799 (088.8) (56) Усов А,Ф. и др. Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии.

Л,: Энергия, 1987, с, 131 — 141.

Бодров С.Г. и др. — ЖТФ., 1978, М 10, с, 2519 — 2527. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКА В РА3РЯДНОМ КОНТУРЕ КОНДЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для опреде„, Я2„„1642408 А1 ления тока, протекающего в разрядном контуре конденсатора. Цель изобретения — повышение достоверности определения тока в разрядном контуре конденсатора при упрощении. В разрядном контуре, состоящем из конденсатора 1, резистора 3, индуктивности 4, ключа 2, датчиком 5 воспринимают полезный сигнал, пропорциональный току в контуре, фиксируют его на экране осциллографа 6 в виде изменяющейся по гармоническому закону кривой с максимумами и минимумами, определяют ток расчетным путем по методике, обоснованной и изложенной в описании и основанной на анализе переходного процесса. 2 ил, 1642408

=exp (+ (ц+i — p)) (6) Из (6) получим

2Lfn

ll

R—

1!+1

tl +1 — tl

Обозначим (8), tl+1 — tl =r. тогда получим

15 (9) Подставим в выражение (3) с учетом (9) значение R согласно (7). При этом получим выражение для расчета индуктивности по осциллограмме тока

Процесс разряда конденсатора в.таком контуре описывается уравнением г

L — + R — + — =О.

d2! d l

dt С (10) (1) 25

В случае, когда затухание в цепи мень- Подставив выражение (10) в (7), получим ше кРитического, Решение УравнениЯ (1) мо- выражение для расчета сопротивления по жет быть представлено в виде . 30 осциллограмме тока

1= — ехр — — t sinet, (2)

Uo (R а(21 ) 2 t fn ll/Il + 1

С(л — fn Il/I(+1) г г (11) l

1 R 1/г

I С 41 (3) есть круговая частота разряда;

Uo — начальное напряжение на конденсаторе.

Согласно (2) для i-ro максимума Il и первого следующего за ним минимума li +1 на осциллограмме тока разряда (фиг. 2) запишем (4) 50

ll — fnl +

Л1

sin —, Хе где tl tl +1 — время наступления I-fo макси55 мума и первого за ним минимума соответственно, (12) где ll, ii+1 — амплитуды i — го максимума и следующего за ним минимума на осциллограмме тока соответственно;

Разделим уравнение (4) на уравнение (5) почисленно, при этом получим:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения тока, протекающего в разрядном контуре конденсатора.

Цель изобретения — повышение достоверности определения тока и упрощение способа, На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 — пример анализируемой осциллограммы тока.

Разрядная цепь конденсатора 1 емкостью С представлена одноконтурной эквивалентной схемой, содержащей последовательно включенные ключ 2, резистор 3 сопротивлением R и индуктивную катушку 4 индуктивностью 1, Ток в контуре после замыкания ключа 2 определяется датчиком 5, например поясом Роговского, который связан с входом осциллографа 6, Расчетные выражения (10) и (11) позволяют определить среднее значение L u R эа период tl + 1 — tl в случае, когда R = R(t) L=

= L(t). Это позволяет оценивать R u L в кон4 турах, для которых паредставленная на фиг.

1 эквивалентная схема неверна, а выражение (2) не является решением уравнения (1).

Это значительно расширяет область применения способа.

Подставляя выражения (11), (10) и (9) в выражение (2), получим

1б42408 т — длительность полупериода разряда в момент времени t, для которого определяют ток 1(т); с — момент времени в интервале между моментами наступления i — го максимума и 5 следующего на ним минимума (i+1), Испол ьзование двух значений токов, соответствующих соседним максимума, между которыми должен находиться заданный момент времени, обусловливает выбор наи- 10 меньшего интервала t за который осредняются рассматриваемые параметры R, L, I.

Увеличение интервала r возможно, но при этом осреднение происходит за большой промежуток времени, где нелинейность 15 оказывается существеннее. Это снижает точность определения тока для конкретного времени т. Кроме того, определение моментов максимума наиболее просто и точно можно произвести по нулям функции на запи- 20 си первой производной тока. Определение любых других моментов времени и, соответствен но, токов связано с трудностями точного определения размеров на осциллограмме тока. Это обеспечивает максимальную точ- 25 ность измерений при предлагаемом подходе к выбору токов.

Достоверность измерений повышается за счет допустимого использования нетарированного датчика, например пояса 30

Роговского, для которого после установки его на токонесущие элементы контура (фиг. 1) неизвестна чувствительность датчика, т, е. цена деления сетки экрана осциллографа (в кА/В). Таким датчиком фиксируют форму 35 токовой кривой, а амплитуду тока определяют в условных единицах, например в миллиметрах, Поскольку по способу используют отношение двух амплитуд, т. е. величину безразмерную, то датчик можно не тариро- 40 вать, т. е, не определять цену деления сетки, что и обеспечивает повышение достоверности измерений.

Указанная тарировка в полевых условиях ненадежна. Более того, поскольку чувст- 45 вительность датчика сильно зависит от его местоположения относительно контура, то е условиях, когда датчик размещен свободно или подвержен вибрациям и т. п., на предварительную тарировку полагаться нельзя, 50 поскольку чувствительность датчика может изменяться в несколько раз. При этом получаемую ошибку измерений обнаружить невозможно.

Способ позволяет заранее рассчитать возможную погрешность измерений за счет усреднения нелинейных параметров цепи и произвести измерение при любом положении датчика относительно контура, При этом достигается повышение достоверности за счет использования нетарированного датчика для записи формы разрядного тока и расчетных выражений для определения тока в нужный момент времени.

Формула изобретения

Способ определения тока в разрядном контуре конденсатора, заключающийся в том, что перед разрядом измеряют начальное напряжение на конденсаторе, осуществляют разряд, в течение длительности которого измеряют информативный параметр, пропорциональный току в разрядном контуре, отличающийся - тем, что, с целью повышения достоверности определения. тока и упрощение способа, фиксируют значение информативного параметра при достижении им максимума в заданный момент времени, фиксируют значение информативного параметра в момент достижения им последующего минимума, определяют длительность интервала времени между моментами фиксации двух значений информативного параметра, а зависимость тока в разрядном контуре определяют по формуле

Хе где Uo — начальное напряжение на конденсаторе;

С вЂ” емкость конденсатора;

Il, Ii +1 — значения информативного ïàраметра в максимуме и следующего за ним минимума на осциллограмме тока соответственно; т — длительность интервала времени между моментами фиксации информативного параметра; с — текущее время.

1642408

Х(41

Составитель В.Степанкин

Техред М. Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1145 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5