Генератор импульсов тока для электрогидравлических установок

 

Использование: в электротехнических импульсных устройствах, в частности в электрогидравлических устройствах. Цель изобретения - сокращение потерь энергии, повышение частоты импульсов, стабильности и надежности работы электрогидравлических установок. Сущность изобретения: генератор импульсов тока включает источник 1 питания, фильтрующий 2 и рабочий 3 накопительный конденсаторы, вращающийся механический коммутатор с замыкающим контактом 8 и рабочий разрядник 5 в жидкости. Особенностью изобретения является выполнение коммутатора крестообразным с двумя последовательно расположенными контактами, замыкающими по два из трех радиально расположенных трехэлектродных разрядников, в которых правые контакты соединены цепью с фильтровым конденсатором, средние - с рабочими накопительными конденсаторами, а левые - с рабочими разрядниками в жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике, в частности, к генераторам импульсов тока для электрогидравлических установок и может быть использовано для обработки различных материалов и для научных исследований.

Известны генераторы импульсов тока (ГИТ) для электрогидравлических установок, например, ГИТ, содержащий источник питания, накопительный конденсатор, коммутирующий воздушный разрядник и рабочий разрядник в жидкости.

Недостатком такого ГИТ является относительно низкий КПД. Известны также ГИТ с фильтровым конденсатором, например, ГИТ, содержащий источник питания с токоограничивающим сопротивлением на выходе, фильтровой конденсатор, рабочий накопительный конденсатор, рабочий разрядник в жидкости и вращающийся механический коммутатор с замыкающим контактом, служащий для поочередного подключения на рабочий разрядник в жидкости фильтрового и рабочего конденсаторов.

Однако, подобный ГИТ при некотором повышении КПД, тем не менее не устраняет всех потерь, возникающих в особенности на соединительных проводах при раздельном расположении рабочих конденсаторов и коммутирующих формирующих воздушных разрядников во всех известных ГИТ. Этот недостаток особенно ощутим в ГИТ, рассчитанных на несколько рабочих разрядников в жидкости, в одной или нескольких рабочих камерах, например, в электрогидравлических установках для дробления различных материалов, в которых требуется значительная частота импульсов и стабильность пробоя на рабочих разрядниках в жидкости.

Устранение большей части потерь и экономия энергии при обязательном пробое рабочего искрового промежутка в жидкости после пробоя коммутирующего воздушного разрядника достигается при использовании предложенной схемы ГИТ.

Целью изобретения является снижение потерь, экономия энергии, повышение частоты импульсов, стабильности и надежности работы ГИТ. Поставленная цель достигается тем, что в ГИТе, содержащем источник питания с токоограничивающим сопротивлением на выходе, фильтровой конденсатор, рабочий накопительный конденсатор, вращающийся механический коммутатор с замыкающим контактом и рабочий разрядник в жидкости, вращающийся механический коммутатор выполнен крестообразным с двумя последовательно расположенными контактами, замыкающим по два из трех электродов радиально расположенных трехэлектродных разрядников. При этом все правые неподвижные контакты (из, например, шести) трехэлектродных разрядников соединены цепью и подключены к фильтровому конденсатору, все средние контакты подключены к рабочим конденсаторам, а все левые контакты подключены к рабочим разрядникам в жидкости.

Схема ГИТ представлена на прилагаемом чертеже.

ГИТ для электрогидравлических установок содержит источник питания с токоограничивающим сопротивлением на выходе 1, фильтровой конденсатор 2, рабочий накопительный конденсатор 3, дроссель 4, рабочий разрядник в жидкости 5, крестообразный вращающийся механический коммутатор 6, с замыкающими контактами 7 и 8 и радиально расположенные трехэлектродные разрядники с контактами 9, 10 и 11, соединенные соответственно: левые 9 - цепью с фильтровым конденсатором 2, средние 10 - с рабочими конденсаторами 3 и правые 11 - с рабочими разрядниками в жидкости.

ГИТ, например, для электрогидравлической дробилки работает следующим образом: Источник питания 1 заряжает фильтровой конденсатор 2 емкостью 2-4 мкф (до заданного напряжения 50 кВ) при разомкнутых контактах крестообразного вращающегося коммутатора 7. Затем, при движении коммутатора по часовой стрелке, замыкающим контактом 6 замыкаются правый 9 и средний 10 контакты первого из шести радиально расположенных трехэлектродных разрядников. В результате происходит пробой формирующего промежутка, и рабочий накопительный конденсатор 3 заряжается до напряжения фильтрового конденсатора 2. Затем при дальнейшем движении коммутатора по часовой стрелке замыкающим контактом 6 замыкается средний 10 и левый 11 контакты первого трехэлектродного разрядника. В результате напряжение рабочего накопительного конденсатора 3 импульсно, после пробоя формирующего промежутка подается на рабочий разрядник в жидкости 5, где и происходит его пробой, при этом, рабочий конденсатор 3 заземлен через ограничивающий дроссель. Вращение крестообразного коммутатора 7 задается латером. Следующее замыкание контактов трехэлектродных разрядников происходит с движением крестообразного коммутатора 6 на замыкающем контакте 8, на контактах 12, 13, 14 аналогично тому, как это происходило на контактах 9, 10 и 11. Затем, снова на замыкающем контакте 6, на контактах трехэлектродного разрядника 15, 16, 17 и т. д.

Дополнительные преимущества данный ГИТ приобретает за счет вертикального (непосредственно под средними контактами трехэлектродных разрядников) расположения (относительно горизонтальной плоскости схемы) рабочих накопительных конденсаторов 3, также как и рабочих разрядников в жидкости 5. Тем самым, накопительные конденсаторы максимально приближаются к коммутирующим и рабочим разрядникам, что делает ГИТ значительно компактнее и позволяет заметно снизить потери энергии на соединительных проводах. При необходимости рабочие разрядники в жидкости могут быть расположены как в раздельных, так и в одной рабочей камере элекрогидравлической дробилки. Причем, если ранее рабочие конденсаторы и разрядные камеры необходимо было располагать на изолированной станине, то теперь специальных изоляторов не требуется, т. к. ими служат сами рабочие конденсаторы, которые располагаются под формирующими разрядниками.

Кроме того, за счет быстрого (до 150 оборотов в мин) вращения коммутатора происходит значительное сокращение пробойного стримера на формирующем воздушном промежутке (до 4-5 мм вместо 17 мм для напряжения в 50 кВ) при минимальном расстоянии между замыкающим контактом коммутатора и контактами трехэлектродных шаровых разрядников (в 2-3 мм). В результате такого уменьшения стримеров и исключения холостых разрядов (т. е. без последующего пробоя рабочего промежутка в жидкости) происходит существенное (до 30% ) сокращение потерь энергии и повышение КПД предложенного ГИТ. Следовательно, повышается надежность и эффективность работы электрогидравлических установок. (56) Юткин Л. А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. М. , 1986, стр. 88, рис. 3.1(е).

Формула изобретения

1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСТАНОВОК, содержащий источник питания, который включает токоограничивающий резистор на выходе, фильтрующий конденсатор, который соединен параллельно первой и второй выходным клеммам источника питания, первая из которых соединена с общей шиной, механический коммутатор, который включает с первого по третий неподвижные контакты, расположенные по окружности, первый и второй из которых соединены соответственно с первыми клеммами накопительного конденсатора, рабочего разрядника в жидкости, вторая клемма которого соединена с общей шиной, и вращающийся замыкатель, который соединяет по два последовательно расположенных неподвижных контакта механического коммутатора, отличающийся тем, что третий неподвижный контакт механического коммутатора соединен с второй клеммой источника питания, а вторая клемма накопительного конденсатора через введенный ограничительный дроссель соединена с общей шиной.

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что количество с первого по третий неподвижных контактов и количество вращающихся замыкателей механического коммутатора, а также количество накопительных конденсаторов, рабочих разрядников в жидкости и дросселей равно N (где N = 1, 2, 3 и т. д. ).

РИСУНКИ

Рисунок 1