Устройство для питания установкитлеющего разряда

 

! „...., .а

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк

<щ797087 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 05. 03. 79 (21) 2733433/24-07 (я)м. к .з с присоединением заявки ¹

Н 05 В 7/16

Государственный комитет

СССР ио деяам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 150181.Бюллетень 89 2

Дата опубликования описамия 15. 01. 81 (53) УДК 621.365..91 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л. П. Горяинова, В. Н. Гузанов, С, В. Житов и Л. И. Фаерман

Центральный научно-исследовательский институт материалоВ и технологии тяжелого и транспортного машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ УСТАНОВКИ

ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано, например, в установках тлеющего разряда для химико-термической обработки иэделий.

Известно. устройство для питания установки тлеющего разряда, содержащее датчик напряжения, связанный с одним из входов порогового элемента, вход которого подключен к коммутирующему органу и ко входу элемента задержки времени (1).

Известно также устройство для питания установки тлеющего разряда„ содержащее источник питания постоян- 15 ного тока, подключенный к электродам разрядной камеры и снабженный управляемым коммутирующим блоком, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к указанным электродам, и 20 датчик тока (2g

Недостатком известных устройств: является низкая надежность работы.

Цель изобретения — повьхаение надежности работы установки.

Для достижения этой цели устройство снабжено конденсатором, включен» ным последовательно с резистором в цепь первичной обмотки трансформатора, и логическим элементом И, вхОдЫ . 30 которого соединены со вторичной обмоткой трансформатора и выходом датчика, а выход — через одновибратор подключен к управляющему входу коммутирующего блока, причем датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, а вторичные обмотки обоих трансформачоров шунтированы диодами.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформатор

1, первичная обомотка которого включена через конденсатор 2 и резистор

3 параллельно электродам .разрядной становки,причем начало обмотки (здесь и везде на чертеже обозначено точками) присоединено, например,к отрицательному электроду,а конец — через резистор 3 и конденсатор 2 к положительному электродуутрансформатор

4 тока, первичная обмотка которого представляет собой кабель цепи технологического тока, причем технологический ток поступает, например,в начало обмоткитлогический элемент И 5,на оба входа которого подаются сигналы с вторичных обмоток обоих трансформаторов

1 и 4,щунтированных диодами 6 и 7, включенными встречно началу обмоток.

797087

При этом, если на входы логического элемента необходимо подавать сигналы, например, положительной полярности, то начала обмоток присоединяются к соответствующим входам логического элемента, а их концы присоединяются вместе к шине 8 источника питания этого элемента (возможны другие варианты включения обмоток трансформаторов 1 и 4) .

Устройство содержит также одновиб- о ратор 9, вход которого "присоединяется, к выходу логического элемента И 5, а выход — к коммутирующему блоку 10, выполненному в виде управляемого вып рямителя с емкостным гашением и предназначенному для быстрого отключения

15 источника 11 технологического тока.

Работа устройства основывается на особенности вольт-амперной характеристики разряда, заключающейся в том, что при переходе рабочего разряда в дуговой наклон характеристика становится отрицательной; т.е. быстрое уменьшение напряжения на электродах сопровождается быстрым увеличением тока, в то время как на рабочей час- 25 ти вольт-амперной характеристики газового разряда существует практически прямая пропорциональная зависимость между напряжением на электродах и силой технологического тока. ЗО

Таким образом, при определении, когда нарастание технологоческого тока сопровождается убыванием напряжения на электродах, фиксируется момент перехода рабочего разряда в дуговой.

Осуществляется это при помощи трансформатора 1,:реагирующего на уменьшение напряжения на электродах, и трансформатора 4 тока, реагирующего лишь на увеличение технологического 40 тока. Для этого первичная обмотка трансформатора 1 включена параллельно электродам через резистор 3 и конденсатор 2, который дифференцирует напряжение на электродах и постоянную 4$ составляющую тока не пропускает, в результате чего резко снижаются электрические потери в резисторе 3. Когда процесс в камере установки идет на рабочей части вольт-амперной хара- щ ктеристики, конденсатор 2 заряжается до рабочего напряжения ° При падении напряжения на электродах (например, при срыве рабочего разряда в дуговой, либо при регулировании), через первичную обмотку трансформатора 1 в направлении от начала обмотки к ее концу проходит разрядный ток конденсатора 2. При этом на вторичной обмотке появляется сигнал (напряжение)следующей полярности: поюс 60 на начале обмотки, минус - на конце.

Когда напряжение на электродах возрастает (например, при регулировании)>.через первичную обмотку 65 трансформатора 1 в направлении от конца обмотки к ее началу проходит ,ток дозарйда конденсатора 2. Однако появившийся при этом сигнал на вторичной обмотке трансформатора 1 (плюс на конце, минус на начале) шунтируется диодом б, включенным встречно началу обмотки.

Таким образом, сигнал на вторичной ,обмотке трансформатора 1 появляется лишь при убывании напряжения на электродах.

Технологический ток дифференцируется при помощи трансформатора 4 тока, при этом на его вторичной обмотке появляется сигнал (напряжение) лишь тогда, когда постоянный технологический ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора 1 в направлении от начала обмотки к ее концу, изменяет свое значение (например, при срыве рабочего разряда в дуговой, либо при регулировании), причем при увеличении технологического тока на вторичной обмотке появляется сигнал, полярность которого †плюс на начале обмотки, минус — на конце, а при уменьшении технологического тока появившийся на вторичной обмотке сигнал противоположной полярности шунтируется диодом 7, включен.ным встречно началу обмотки. Таким образом, сигнал на вторичной обмотке трансформатора 4 появляется лишь при увеличении технологического тока.

Далее сигналы со вторичных обмоток трансформаторов 1 и 4 подаются на оба входа логического элемента И

5, на выходе которого сигнал появляется только в том случае, когда поданы сигналы на оба входа одновременно, т.е. когда .убывание напряжения на электродах сопровождается увеличением технологического тока в момент срыва рабочего разряда в дуговой.

Таким образом, в момент перехода рабочего разряда в дуговой на выходе логического элемента И 5 появляется импульсный сигнал. Этот сигнал поступает на вход одыовибратора 9, на выходе которого появляется импульсный сигнал заданной длительности, определяемой временем, необходимым для полной деионизации разрядного промежутка. Сигнал с выхода одновибратора 9 подается на коммутирующий блок 10, который с достаточно высоким быстродействием прерывает технологический ток и предотвращает развитие дуги. В качестве этого блока рекомендуется использовать управляемый выпрямитель с емкостным гашением, так как кроме высокого быстродействия в отключении технологического тока, такое устройство позволяет производить плавное регулирование технологического процесса, за счет регулирования величины технологического тока.

797087

Формула изобретения р» °

4rtg».

Составитель В. Ковалев

Техред!А.Бойкас Корректор,N. Вигула

Редактор С. Тимохина

Заказ 9812/79 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

После того, как действие сигнала на выходе одновибратора 9 прекращается с истечением указанного времени связанного с необходимостью полной деионизации разрядного промежутка, коммутирующий блок 10 возвращается в исходное состояние и вновь подает" ся напряжение на электроды разряцного промежутка.

Таким образом, в предлагаемом устройстве полностью исключаются потери в цепи технологического тока (связанные в известном устройстве с наличием резистора и шунта цепи этого тоКа), резко снижаются потери в резисторе 3, благодаря наличию конденсатора 2, включенного в цепь первичной обмотки трансформатора 1 и не пропускающего постоянную составляющую тока.

Кроме того, на вторичных .обмотках обоих трансформаторов 1 и 4 форми" руются (в момент срыва рабочего разряда в дуговой) достаточно мощные. сигналы, которые фиксируются простейшим логическим элементом И 5 и не требуют специального сложного уст ройства усиления и порогового устройства. Все это повышает помехоустойчивость предлагаемого устройства и надежность разрядной установки в .целом.

Повышенная помехоустойчивость и наличие бдновибратора 9 позволяют сократить,и упорядочить время отключенного сотояния разрядной установкй (после срыва рабочего разряда в дуговой), что также сказывается на ее экономичности.

Предлагаемое устройство позволяет, по сравнению с известным, в 10-30 раз уменьшить электрические потери (такой разброс связан с возможностью изменения величины сопротивления шунта и резистора известного устройства, в которых возникают эти потери), а также. на 5-10% увеличить время рабочего состояния разрядных установок, за счет исключения ложных отклю5

Таким образом, использованием, предлагаемого устройства достигается положительный эффект в виде повышения экономичности и надежности разрядной установки.

Устройство для питания установки

>S тлеющего разряда, содержащее источник питания постоянного тока, подключенный к электродам разрядной камеры и снабженный управляемым коммутирующим блоком, трансформатор, 2О первичная обмотка которого подключена к указанным электродам, и датчик тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы установки, оно снабжено кон25 денсатором, включенным последовательно с резистором в цепь первичной обмотки трансформатора, и логическим элементом И, входы которого соединены со вторичной обмоткой трансформатора и выходом датчика, а выход— через одновибратор подключен к управляющему входу коммутирующего блока, причем датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, а вторичные обмотки обоих трансформаторов шунтированы диодами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 528709, кл. Н 05 В 7/16, 1974 °

40 2. Авторское свидетельство СССР

У 379346, кл. В 23 Р 1/02, 1971.