Патент ссср 298145

 

О П И С А Н И Е 298345

ИЗОБРЕ ТЕ Н И Я

Сова Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента

Заявлено 1611!.1963 (№ 825364/24-7) МПК Н 011 9/42

G О!г 31, 22

Приоритет

Комитет по делам иаобре|еннй н открытий прн Совете Министров

СССР

УДК 621.314.652.00! А (088.8) Опубликовано 11.111.1971. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 21 V.1971

Автор изобретения

Иностранец

Харри Форсселл (Швеция) Иностранная фирма

«Альмэнна Свенска Электриска Акциеболагет» (Швеция) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ИОННЫХ ВЕНТИЛЕЙ

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к устройствам для испытания ионных вентилей.

Известно устрой ство для испытаний ионных вентилей, испытуемые вентили в котором соединены по схеме параллельного и нвертора, содержащее .источник постоянного напряжения и колебательный контур.

Однако в технике усовершенствования ионных преобразователей для проверки вентилей требуется очень мощная электросеть.

Целью изобретения является упрощение устройства для испытания ионных вентилей, позволяющее уменьшить энергетические затраты на испытание вентилей и дающее возможность проводить испытания вентилей при более жестких условиях, чем в известных, Указанная цель достигается тем, что цепь нагрузки и коммутации устройства состоит из коммутирующей емкости и реактора, включенных последовательно, причем частота испытательного напряжения инвертора превышает собственную частоту колебательного контура.

На фиг. показана схема для испытаний; на фиг. 2 — диаграмма тока; на фиг. 3 — диаграмма напряжения.

Однополупериод ный двухимпульсный инвертор (см. фиг. 1) .включает два ионных вентиля

1 и 2 и отсасывающий дроссель 8. Для указанной цели можно, применять инвертор любой формы, но благодаря использованию однополупериодного ионного преобразователя дости5 гают такого положения, что катоды вентиля находятся 1на нулевом потенциале. Так как инвертор не должен отдавать мощность, трансформатор переменного тока может в этом случае ограничиться указанным отсасывающим

1О дросселем 8. В коммутирующем контуре между обоими ионными вентилями 1 и 2 вставлен колебательный конденсатор, разделенный в данном случае на два конденсатора 4 и 5, а та кже коммутирующий реактор б. При провер-!

5 ке нескольких ионных вентилей оба вентиля 1 и 2 могут являться испытуемыми вентилями, хотя для принципа работы всей аппаратуры не имеет значения, в какой степени один илп оба вентиля являются испытуемыми.

Инвертор получает питание от источника постоянного напряжения, оформленного в виде вы прямителя 7, который, в свою очередь, снабжается от трансформатора для ртутного вы25 прямителя. Для сглаживания пульсаций постоянного тока, идущего от выпрямителя 7, предусмотрены сглаживающий дроссель 8 и сглаживающий конденсатор 9. Кроме того, 298148

15 г0

25 инвертор оборудован аппаратом управления

10 известной конструкции.

Необходимый для системы колебательный контур состоит из колебательного реактора 11 и упомянутых уже выше двух .колебательных конденсаторов 4 и 5. Эти конденсаторы вместе с коммутирующим реактором также образуют колебательный контур. Чтобы пояснить принцип работы аппаратуры предположим, что ионный вентиль 1 является токопроводящим, а ионный вентиль 2 блокирован, и при этом постоя нный ток от выпрямителя 7 проходит через колебательный реактор 11 .и на отсасывающем дросселе делится на две части, которые, исходя из условий действия отсасывающего дросселя, равны по величине, и из них одна часть .идет от отсасывающего дросселя непосредственно к аноду вентиля l,,в то время как другая часть проходит через конденсаторы 4 и 5 и коммутирующий реактор б прежде чем она попадает к аноду вентиля 1. При этом заря>каются конденсаторы 4 и 5, В определенное время, до того, пока конденсаторы не заряжены полностью, вентиль 2 получает зажигающий импульс, и,при этом возрастает коммутационный ток в коммутирующем контуре, охватывающем вентиль 2, вентиль 1, конденсаторы 4 и 5 и коммутирующий реактор б. Коммутирующий реактор б предусматривается для того, чтобы производную коммутационного тока ограничить до желаемой величины. По этим соображениям часто является целесообразным коммутирующий реактор оформить меняющимся. Таким образом, зажигание вентиля 2 приводит к тому, что ток переходит обратно в три компонента — конденсаторы 4 и 5 и коммутирующий реактор 6.

Для дальнейшего пояснения принципа работы аппаратуры служит фиг. 2, где показано поступление тока .в колебательный реактор 11.

Если бы,колебательный реактор и колебательный конденсатор могли быть бесконечно большими по своим данным, то этот ток был бы постоянным, как это показывает кривая 1 .

Если инвертор работает с частотой, соответствующей собственной частоте колебательного контура, коммутация происходит в тот момент, когда конденсаторы 4 и 5,полностью заряжены, и таким образом ток в конденсаторах снижается до нуля, Отсюда следует, что коммутация происходит,при нулевом токе и поэтому мгновенно. Ток в колебательном реакторе 11 характеризуется при этом показанной на фиг. 2 кри вой l>. Для проверки ионных вентилей подобная методика не представляет интереса, так как коммутация при нулевом токе создает для ионных вентилей наиболее благоприятные рабочие условия и:поэтому не выявляет у этих вентилей никаких дефектов. Для того чтобы проверка вентиля имела какую-либо ценность, необходимо, чтобы ток в конце коммутации достигал такого значения, которое было бы не ниже соответствующего показателя испытуемого вентиля в процессе практической эксплуатации, вследствие чего колебательный реактор и

60 б5 колебательный конденсатор должны быть настолько велики, чтобы собственная частота колебательного контура была ниже заданной испытательной частоты. Поэтому ток в колебательном реакторе должен иметь вид, показанный на фиг. 2:кривой 1, где наименьшее значение 1.,при коммутации настолько велико, что время коммутации с желаемой производной тока составит величину порядка 10 — 4 сек.

Для дополнительного пояснения принципа работы всей системы служит фиг. 3, где показано на пряжение на конденсаторах 4 и 5. Это напряжение составляется из двух синусоидальных напряжений Е и Е.. Участки а — b, с — d и е — f представляют при этом коммутирующие зоны, в то время как участками b — с, d — е и т. д. служат периодами между коммутациями, в которых токопроводящим является только вентиль. Частота напряжения Е будет поэтому соответствовать собственной частоте колебательного контура, охватывающего колебательный реактор ll, конденсаторы 4 и 5 и коммутирующий реактор б, в то время как частота напряжения Е> будет соответствовать собственной частоте колебательного контура.

Как указывалось выше, возрастающая частота инвертора приводит к сокращению времени испытания вентиля. Следующее получаемое преимущество заключается в том, что частота колебаний колебательного контура, которая, согласно сказанному, должна быть ниже частоты инвертора, при более высокой частоте инвертора может быть также принята выше, и при этом относительно высокая частота инвертора ведет к экономии размеров колебательного реактора и колебательного конденсатора. Насколько можно довести испытательную реактивность, определяется следующими соображен иями. Наибольшее число обратных за>киганий наступает у ионного вентиля примерно опустя полмилл исекунды после окончания коммутациями. К этому моменту на закрытом ионном:вентиле существует относительно высокое обратное на пряжение, это означает, что заряд конденсатора и вместе с тем напряжение конденсатора должны быть к этому моменту относительно высокими. Названное выше напряжение конденсатора не должно быть ниже половины обратного напряжения в конце коммутации. На фиг. 3 это обозначено тем, что обратное напряжение к моменту d устанавливается вместе с Ев, благодаря чему обратное на пря>кение дается на полм иллисекунды после этого момента:.с t> Ef.

Этому соответствует положение, когда прохождение напряжения конденсатора через нуль должно происходить по меньшей мере на

l,èñåê после окончания .коммутации. При этом из фиг. 3 вытекает, что:продолжительность периодов напряжения конденсатора, складывающегося из на пряжений Е> и Е, ие должно быть ниже 4 мсек плюс два времени коммутации. Если при этом продолжительность коммутации составляет 0,1 мсек, это означает, что

298145 другой внутренний колебательный контур охватывает,коммутирующий контур с конденсаторами 4 и 5 и коммутирующим реактором б. 35

При определении размеров этих компонентов в первую очередь измеряется коммутирующий реактор с учетом производной тока, которая желательна при коммутации, Определенная при этом индуктивность должна находиться в 40 одной цепи с колебательным реактором 11, чтобы ее можно было .пон изить на сумму, соответствующую величине коммутирующего реактора. Однако при этом необходимо проследить за тем, чтобы колебательный и ком- 45 мутирующий реакторы действовали как делитель напряжения для конденсатора. Так как только половина тока идет от колебательного реактора через коммутирующий реактор и направлен не тока в нем.изменяется, то в назван- 50 ном делителе напряжения на коммутирующем реакторе падает напряжен не, составляющее лишь четвертую часть его величины по сравнению с колебательным реактором.

B целях разумного использования напряже- 55 ния конденсатора на коммутирующем реакторе не должна падать слишком большая часть этого напряжения. Поэтому на коммутирующем реакторе должно падать не более половины

60 максимально допустимая частота инвертора будет составлять 240 ги.

Если фактическая частота .превышает этот уровень, то соответственно сн ижается вероятность обратных зажиганий. Однако несмотря на это, превышен не названной частоты в известном размере может быть допущено, поскольку вероятность обратных зажиганий не снижается в та кой степени, чтобы это влияло на результаты проверки. Таким образом, исходя из предпосылки, что частота инвертора может быть принята выше общепринятой частоты сети, которая, как правило, находится в .пределах 50 — 60 ги и не бывает выше порядка

250 ги. Далее следует, что размеры колебательного реактора и колебательных конденсаторов должны быть приняты настолько малыми, чтобы собственная частота колебательного контура с замеренным значением находилась возможно ближе к частоте инвертора. Это означает, что при коммутации сохраняется соразмерно высокая величина тока (см. фиг. 2).

Для получения дальнейших вариантных возможностей прои проверках целесообразно, чтобы колебательный конденсатор мог варьи ровать по меньшей мере в пределах известного диапазона.

Таким образом, аппаратура имеет два колебательных контура — один из них наружный колебательный, включающий колебательный реактор 11, колебательные конденсаторы 4 и 5 и коммутирующий реактор б, в то время как напряжения конденсатора, это означает, что колебательный реактор не должен быть меньше четверки коммупирующего реактора, Приемлемые условия .могут быть получены, если колебательный реактор характеризуется по

30 меньшей мере таким же порядком величин, что и коммутирующий реактор. Чтобы получить при заданном среднем токе желательное большое напряжение конденсатора, т. е. напряжение, соответствующее максимальному напряжению испытуемого вентиля, полное сопротивлеоие колебательного конденсатора при резонансной частоте колебательного контура должно быть больше чем соотношение между максимальным напряжением и средним током испытуемого вентиля.

Управление инвертором происходит при помощи аппарата 10 с сеточным управлением известного типа. Управляющий прибор, может в системе пр инятой аппаратуры представлять собой совершенно изолированную часть, снабженную собственным опорным напряжением и собственным датчиком командных им пульсов.

Однако в подобной схеме управляющий прибор получает свои импульсы в зависимости от возникающих в схеме вариантов напряжения, вследствие чего на фиг. 1 показаны измерительный магнитный усилитель 12 и трансформатор напряжения 13, который может быть присоединен либо через промежуточные отводы отсасывающего дросселя, как это показано на фиг. 1, либо через конденсатор. Выходные величины для этих измерительных, приборов могут быть эффективно применены для регулирования работы прибора 10 с сеточным управлением, Для ограничения производной скачкообразно изменяющегося на пряжения, вози икающей на потухшем участке вентиля, участки вентилей целесообразно включить на параллельную работу с контуром затухания, как это изображено на фиг. 1, где он охватывает конденсатор

14 или 1б,и сопротивление 15 или 17.

На фиг. 1 колебательный конденсатор показан сплошными л иниями, присоединенным к наружным отводам отсасывающего дросселя.

Однако он может быть присоединен также и к промежуточным отводам (на фиг. 1 указано прерывистыми лин иями). В:последнем случае отсасывающий дроссель работает как экономичный трансформатор, и им педансы в коммутирующем контуре должны быть согласованы с введенным при этом коэффициентом трансформации.

Предмет изобретения

Устройство для испытаний ионных вентилей, в котором испытуемые вентили включены по схеме параллельного инвертора, содержащее колебательный .контур и источник постоянного напряженпя, отлича ощееся тем, что, с целью упрощения, цепь нагрузки и коммутации состоит нз коммутирующей емкости и реактора, включенных последовательно, причем частота испытательного напряжения пнвертора превышает собственную частоту колебательного контура.

298145 (Риг. 2

Фиг.З

1а

Редактор В. В. Фельдман

Заказ 1237/15 Изд. № 546 Тираж 473 Подписнос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип огра фи я, пр. г а пупов а, 2

Составитель Н, Нестеренко

Техред Е. Борисова

Корректоры: А. Абрамова и М. Коробова