Принципиальная схема синхронизирующего устройства СУ представлена на рис. 185. Синхронизирующее устройство представляет собой электронную схему автоматики, предназначенную для получения на выходе этого устройства импульсов напряжения, посылаемых в момент прохождения тока в испытуемом аппарате через нулевое значение. Импульсы напряжения, выработанные этим устройством, используются для включения различных конденсаторных элементов синтетической схемы испытания выключателей. Основные параметры синхронизирующего устройства (СУ), разработанного в ВЭИ [34, 99, 101, 103, 104], характеризуются следующими данными:
- схема рассчитана на выполнение 6 последовательных срабатываний;
- время опережения получаемых импульсов по отношению к моменту прохождения тока через нулевое значение может регулироваться в пределах от 40 до 2500 мксек, а точность регулировки опережения равна ±5 мксек,
- напряжение выходного импульса равно 300 в; выдача импульсов схемой СУ может вестись в два приема (по три импульса в один прием), с заданной паузой, что может быть использовано при испытании выключателей в режиме АПВ;
- схема устройства имеет симметричный вход, допускающий работу при обеих полярностях входного напряжения;
- в качестве источника входного напряжения может быть использовано падение напряжения на шунтах, включаемых непосредственно в испытательную цепь, или на вторичной обмотке трансформатора тока, а также от специального воздушного трансформатора тока.
В состав блока СУ входят следующие основные элементы (рис. 185): переключатель входа I, позволяющий подавать на вход электронного нулевого реле, через катодный повторитель II, напряжение, снимаемое с активнореактивных шунтов, включенных во вторичную обмотку двух измерительных трансформаторов, введенных в токовую цепь схемы испытания (рис. 107 и рис. 184, б); два электронных нулевых реле III, которые настроены таким образом, что при появлении на их входе отрицательного напряжения они «взводятся», а при снижении абсолютной величины входного напряжения до нуля происходит срабатывание этих реле. Реле вырабатывает импульсы напряжения отрицательной полярности, которые подаются на усилители напряжения IV, на выходе которых образуются положительные импульсы напряжения, используемые для поджигания выходных тиратронов. Выходные тиратроны Л11—Л16, типа ΤΓΙ-0,1/0,3 разряжают предварительно заряженные конденсаторы на блокировочные реле. Одна из обмоток этих реле используется для выдачи положительного выходного импульса в схему опыта. Определенная последовательность срабатывания выходных тиратронов достигается с помощью деблокировки их сеток 6 поляризованными реле. Каждый последующий тиратрон деблокируется срабатыванием предыдущего тиратрона.
Рис. 185. Принципиальная схема синхронизирующего устройства:
I— переключатель входа; II — катодный повторитель; III — два нулевых электронных реле; IV — усилители напряжения; V — выходные тиратроны — Л11-Л14.
Блокировочные поляризованные реле шунтируют замкнутыми контактами сетки выходных тиратронов и предотвращают преждевременное срабатывание тиратронов при прохождении тока через испытуемый выключатель во время, предшествующее гашению дуги. Реле первого выходного тиратрона управляется от блока выдержки времени ПАУ. Остальные реле срабатывают от импульсов, получаемых с предыдущего по порядку тиратрона. Следовательно, каждый тиратрон подготавливается к действию только при срабатывании предыдущего. Индикаторами срабатывания выходных тиратронов являются неоновые лампочки, включенные параллельно обмотке поляризованного реле.
Катодный повторитель. С целью повышения входного сопротивления схемы, что имеет важное значение при работе от воздушного трансформатора тока, в блоке синхронизирующего устройства применен каскад II с катодной нагрузкой (рис. 185). Схема усилителя с катодной нагрузкой, использующая отрицательную обратную связь, дана на рис. 186. В этой схеме отсутствует анодное сопротивление, но имеется катодное сопротивление R11. С зажимов этого сопротивления снимается выходное напряжение Uк, полярность которого совпадает с полярностью входного напряжения. Выходное напряжение подается обратно на вход усилителя, осуществляя в схеме отрицательную обратную связь, с коэффициентом обратной связи, равным примерно единице. В связи с этим усилитель с катодной нагрузкой называют также катодным повторителем, так как выходное напряжение повторяет напряжение, которое подано на вход. Значение выходного сопротивления катодного повторителя 
Малая величина выходного сопротивления катодного повторителя является его достоинством и позволяет применять его при работе на нагрузку с малым сопротивлением. Так как в блоке СУ применено два нулевых реле, реагирующих поочередно на полярность тока на входе питающей цепи, то установлено два катодных повторителя, собранных на лампе Л7 типа 6Н8С.
Рассмотрим работу катодного повторителя. При работе блока СУ от управляющего напряжения, снимаемого с шунта, включенного непосредственно в токовую цепь, или со вторичной обмотки трансформатора тока, нагруженного активно-реактивным шунтом, на вход катодного повторителя через переключатель подается напряжение порядка 8 в. Рабочая точка лампы выбирается так, чтобы отрицательный полупериод входного управляющего напряжения без всяких изменений повторялся на нагрузке катодного повторителя. Положительный полупериод частично отсекается (рис. 186, б), что достигается соответственным выбором смещения, подаваемого на управляющую сетку катодного повторителя. Сопротивлением нагрузки катодного повторителя (рис. 185) является сопротивление (R13), на котором и выделяется выходное напряжение. Сопротивления R12 (R14) являются элементами, обеспечивающими создание необходимого напряжения смещения на сетку катодного повторителя, которое получается благодаря наложению положительного напряжения +75 в от стабиловольта и отрицательного напряжения, создаваемого анодным током лампы на сопротивлениях R11(R13) и R12(R14). В результате наложения этих напряжений на сетке каскада получается отрицательное смещение, обеспечивающее необходимую рабочую точку. Одновременно на сопротивлениях R11(R13) образуется отрицательное напряжение — 8 в, которое является смещением для ламп Л1 и Л3 нулевых реле. Это напряжение смещения получается в результате наложения положительного падения напряжения на сопротивлении R11(R13) и отрицательного напряжения от стабиловольта. Полезная переменная составляющая напряжения, выделяемая на сопротивлении нагрузки R11(R13) катодного повторителя, подается на вход электронного нулевого реле. Для того чтобы исключить попадание на сетки ламп нулевых реле III (рис. 185) положительного напряжения, в схеме предусмотрены два полупроводниковых диода типа ДГ-Ц5.
Рис. 187. К работе нулевого реле:
а — схема нулевого реле; б — форма напряжения; А и Б — напряжение на входе I и II нулевых реле; В и Г — импульсы, вырабатываемые Iи II нулевыми реле; А — напряжение на входе II нулевого реле (нижнего); Б — напряжение на входе I нулевого реле (верхнего); В — импульсы, вырабатываемые / нулевым реле; Г — импульсы, вырабатываемые II нулевым реле.
Рис. 188. Работа схемы спускового устройства: а — схема спускового устройства; б — статические вольтамперные характеристики.
Электронное нулевое реле.
Спусковыми схемами (триггерами) называют схемы, которые под воздействием внешнего запускающего импульса изменяют свое электрическое состояние скачком и имеют два или более состояния равновесия. В реостатной спусковой схеме, какой является электронное нулевое реле, активные сопротивления используются в качестве элементов обратной связи (реактивные элементы в этом случае не применяются).
Спусковыми схемами (триггерами) называют схемы, которые под воздействием внешнего запускающего импульса изменяют свое электрическое состояние скачком и имеют два или более состояния равновесия. В реостатной спусковой схеме, какой является электронное нулевое реле, активные сопротивления используются в качестве элементов обратной связи (реактивные элементы в этом случае не применяются).
Задачей электронного нулевого реле в синхронизирующем устройстве является выдача отрицательных импульсов напряжения при переходе тока в цепи испытания выключающего аппарата через нулевое значение или, что то же самое, при достижении отрицательным полупериодом напряжения, подаваемого на сетку нулевого реле, значения, равного нулю. Так как на выходе СУ необходимо получать импульсы напряжения при переходе через нуль как отрицательного полупериода тока в испытательной цепи, так и положительного полупериода тока, в схеме (рис. 187) предусмотрено два нулевых реле, которые поочередно срабатывают при переходе тока через нулевое значение. С другой стороны, это достигается тем, что на входе устанавливаются два трансформатора тока (рис. 127 и рис. 107), каждый из которых питает свое нулевое реле.
Благодаря соответствующему выбору полярности обмоток трансформаторов тока достигается условие, при котором нулевые реле поочередно реагируют на обе полярности тока в испытательной цепи. Оба электронные нулевые реле собраны на лампах типа 6Ж8 и представляют собой спусковые устройства с анодно-экранной связью (рис. 187, а). В таких схемах анодным током лампы управляет напряжение на экранной сетке. Схема проста, содержит минимальное количество сопротивлений, весьма чувствительна и допускает высокую скорость переключений (до 200000 раз в секунду). Запуск схемы осуществляется отрицательным напряжением, действующим на сетку лампы. Работу схемы спускового устройства можно объяснить следующим образом. Изобразим статические вольтамперные характеристики, представляющие собой зависимость суммарного тока анода одной лампы Л1 и тока экранной сетки другой лампы Л2 (рис. 188, б) от напряжения на аноде первой лампы при условии, что сопротивление нагрузки Rа1, равно нулю (рис. 188, б). При малом напряжении Ua, экранная сетка лампы Л2 имеет низкий потенциал, в результате чего через Л2 проходит небольшой экранный ток. Напряжение на аноде этой лампы и, следовательно, на экранной сетке Л1 велико. С ростом Uэ1 происходит нарастание тока i = iа1 + iэ2. Однако при этом непрерывно снижается экранное напряжение Л1. Когда оно станет близким к анодному, с ростом Ua1 наблюдается уменьшение тока i: увеличение напряжения на аноде Лх сказывается на анодном токе слабее, чем уменьшение экранного напряжения, вызванное соответственно понижением потенциала анода Ла. Однако это продолжается недолго. Когда увеличение потенциала экранной сетки Ла перестает вызывать интенсивное снижение напряжения на аноде, кривая i вновь начинает подниматься (рис. 188, б). Наличие падающего участка вольтамперной характеристики свидетельствует о возможности осуществления спускового устройства. Действительно, если вместо миллиамперметра, в анодную цепь Л1 включить сопротивление Ra1, то зависимость i от Ua1 должна иметь вид прямой MN согласно уравнению
Схема будет находиться в состоянии равновесия в трех точках пересечения вольтамперной характеристики и этой прямой, причем точка А соответствует неустойчивому равновесию. Достаточно небольшого отклонения от нее, например, в сторону увеличения Ua1, как это вызовет уменьшение 4, в результате чего напряжение Ua1=iaR1 также снизится, что вызовет дальнейшее отклонение от точки А и т. д. Рабочая точка переместится вправо, удаляясь от точки А. Если предположить, что Ua, уменьшается, то рабочая точка уходит влево от точки А. Таким образом можно видеть, что точки Б и В соответствуют устойчивому равновесию и всякое отклонение в сторону от них вызывает условия, возвращающие схему к режиму В или Б. Таким образом, если под действием внешнего напряжения перевести рабочую точку из точки Б за максимум кривой i, то она автоматически перейдет в точку В и обратно. Этот переход осуществляется действием входного запускающего напряжения, в результате чего нагрузочная прямая MN перемещается параллельно самой себе вправо или влево. Длительность переходов ничтожно мала, практически переброс происходит скачком. В данном случае в качестве запускающего напряжения используется отрицательное напряжение, поступающее на сетку лампы через диод ДГ-Ц5 от нагрузки катодного повторителя (рис. 185). Для создания необходимого режима работы нулевого реле на сетки ламп Л1 и Л2 подается отрицательное напряжение смещения. Так, на сетку лампы Л1 подается отрицательное смещение порядка 8 в, а на сетку лампы Ла — несколько большее, с таким расчетом, чтобы в исходном состоянии (до прихода запускающего импульса) лампа Л2 была отперта и пропускала некоторый ток, а лампа Л2 — заперта. С подачей на сетку лампы Л1 отрицательного импульса лампа Л1 запирается, а лампа Л2 открывается. Благодаря выбранному напряжению смещения (рабочая точка лампы Л1 находится почти на грани напряжения запирания лампы) переход схемы в это устойчивое состояние будет мгновенным. Кроме того, такое смещение обеспечивает малую погрешность во времени в отношении срабатывания реле при переходе напряжения на входе через нулевое значение. В течение времени, пока на входе нулевого реле имеется отрицательное напряжение, лампа Л1 заперта, а Л2 — открыта. Как только отрицательное напряжение на входе реле станет равным нулю (фактически очень близким к нулю), реле переходит в новое устойчивое состояние. При этом лампа отпирается, а лампа Л1 запирается. На экранной сетке лампы Л2 нулевого реле образуется отрицательный перепад напряжения, который и используется для дальнейшей работы схемы блока синхронизирующего устройства ПАУ. Этот отрицательный импульс напряжения, который имеет амплитуду около 100 в, через дифференцирующую цепочку*, состоящую из конденсатора С3 и сопротивления С3, подается на управляющую сетку усилителя. Для работы схемы используется отрицательный пик напряжения, получаемый в результате дифференцирования. Его амплитуда вполне достаточна для того, чтобы запереть лампу усилителя. Дифференцирующие цепи позволяют производить: укорочение длительности импульсов и получение остроконечных импульсов, которые необходимы для запуска и синхронизации различных схем; получение производной по времени от сложных функций и др. преобразования. Простейшая дифференцирующая цепочка может состоять из С или L, которые позволяют осуществить переход к производной напряжения или тока по времени:
Дифференцирующими цепочками называются такие цепи, для которых значение электрических величин на выходе схемы пропорционально производной по времени от значения их на входе схемы.
При прямоугольном импульсе ток разряда емкости убывает по экспоненциальному закону:
Дифференцирование, как это видно из рис. 189, б, эпюра II, сопровождается укорочением длительности импульса.
Усилитель импульсов. Для усиления импульсов, снимаемых с нулевого реле, в блоке СУ применены усилители импульсов напряжения, собранные на половинах ламп типа 6Н8С (6 идентичных каскадов усиления IV) (рис. 185). Кроме того, усилители обеспечивают нормальную работу элементов блокировки синхронизирующего устройства, что достигается заземлением анодов ламп Л8, Л9 и Л10. В исходном состоянии лампа, например Л8, благодаря нулевому потенциалу сетки открыта и проводит ток. На анодном сопротивлении ее R42 (рис. 189) выделяется некоторое отрицательное падение напряжения. При поступлении на сетку триода Л8 (рис. 185) отрицательного импульса напряжения лампа закрывается и отрицательное падение напряжения на ее анодном сопротивлении R42 уменьшается до нуля. Это уменьшение отрицательного напряжения до нуля и используется для поджигания выходного тиратрона Л11 типа ТП-0,1/1,3.
Рис. 190. К работе генератора выходных импульсов: а — схема; б — эпюры напряжения на сетке и на конденсаторе; / — напряжение на сетке тиратрона // — напряжение на конденсаторе Сц; /// — ток через тиратрон Л11.
Элементы блокировки.
Синхронизирующее устройство должно выдавать импульсы напряжения при каждом прохождении отключаемого тока через нуль, но только после возникновения дуги в испытуемом выключателе. Для предотвращения преждевременного срабатывания тиратронов при прохождении тока через выключатель во время, предшествующее гашению дуги, в блоке V СУ предусмотрено 6 блокирующих поляризованных реле РП, которые своими замкнутыми контактами шунтируют сетки выходных тиратронов и поддерживают на них отрицательное напряжение запирания. Тиратрон работает следующим образом. Одновременно с подачей импульса напряжения на отключающую катушку испытуемого выключателя подается импульс напряжения на реле РП1. Реле сработает и разомкнет свои контакты Л—Я (рис. 185), чем подготовляет к работе первый выходной тиратрон Л11. В первое (после размыкания контактов Л—Я, реле РП1) срабатывание нулевого реле, т. е. при переходе через нулевое значение первого полупериода отключаемого тока, отрицательным импульсом напряжения, снимаемым с нулевого реле, запираются усилители импульсов, собранные на верхних половинах ламп Л8, Л9 и Л10. На их анодах сформируются положительные импульсы напряжения, которые и передадутся на 1, 3 и 5-й генераторы выходных импульсов. Но сработает только 1-й генератор выходных импульсов (Л11), так как только у него контактами Л—Я, реле РП1, расшунтирована сетка. Выработанный 1-м генератором импульс напряжения приведет к срабатыванию реле РП2, которое, разомкнув свои контакты Л—Я, подготовит к работе 2-6 генератор выходных импульсов, который сработает при переходе через нулевое значение второго полупериода тока в испытательной цепи, т. е. при срабатывании нижнего электронного нулевого реле и запирании усилителей, собранных на нижних половинах ламп Л8, Л9, Л10. Генератор 2-й, сработав, подготовит к действию следующий выходной генератор и т. д. Таким образом, каждый тиратронный генератор выходных импульсов подготавливается к действию только при срабатывании предыдущего. Кратко рассмотрим, как происходит срабатывание генератора выходных импульсов. В исходном состоянии (до срабатывания реле ΡΠ1) схема находится в положении, показанном на рис. 189, а. На вход усилителя импульсов приходит отрицательный импульс напряжения от нулевого реле. Триод запирается, и на его анодной нагрузке (сопротивление R42) падение напряжения, которое при открытой лампе равнялось примерно — 120 в, падает до нуля. Но так как конденсатор С12 (рис. 185) подключен при помощи контактов реле ΡΠ1 параллельно сопротивлению анодной нагрузки R42 и имеет достаточно большую емкость, а импульс, приходящий на сетку усилителя после дифференцирующей цепочки, имеет очень незначительную длительность, то за время воздействия импульса на сетку усилителя в анодной цепи усилителя падение напряжения до нуля будет существовать очень короткий промежуток времени. За это время конденсатор С12, который заряжен до напряжения 120 в, будет разряжаться на сопротивление R42. Постоянную цепи разряда конденсатора С12 принимают во много раз большей длительности импульса, запирающего лампу усилителя. Так, например, при длительности импульса, запирающего лампу, равной 100 мксек, постоянную цепи разряда примем равной τ = R48С12 = 0,01 сек = 10000 мксек. При таком соотношении конденсатор С12 не успеет разрядиться. Таким образом, в течение времени, когда на сетку усилителя импульсов подается положительное напряжение от нулевого реле (при замкнутых контактах Л—Я реле ΡΠ1), тиратрон Л11 генератора выходных импульсов будет заперт за счет отрицательного падения напряжения, создаваемого анодным током усилителя на сопротивлении R42. Так происходит работа блокировочного элемента до момента подачи импульса на отключающую катушку испытуемого выключателя и на катушку реле РП1. В момент подачи импульса напряжения на катушку испытуемого выключателя срабатывает блокировочное реле РП1 и отключает конденсатор С12 от источника питания (рис. 189, а). В первое (после размыкания контактов Л—Я реле ΡΠ1) срабатывание нулевого реле отрицательным импульсом нулевого реле будет заперт триод усилителя Л8. Напряжение на его анодном сопротивлении Р42 упадет до нуля, и тиратрон генератора выходных импульсов Л11 откроется. Блок СУ выдаст импульс напряжения в схему испытания. Ко времени прихода очередного отрицательного импульса на сетку усилителя Л8 тиратрон генератора выходных импульсов Л11 будет погашен в результате полного разряда его формирующего конденсатора С11 (рис. 190, а) (снятие анодного напряжения с тиратрона), а вторичное зажигание станет невозможным, так как к этому времени контакты реле ΡΠ1 (рис. 185) возвратятся в исходное положение и реле подключит конденсатор (рис. 189, а). Необходимо отметить, что очередной отрицательный импульс на сетку верхней половины Л8 будет подан в момент, соответствующий прохождению через нулевое значение третьего полупериода тока в испытуемом выключателе. Хотя усилитель (верхняя половина Л8) и срабатывает, тиратрон Л11 (рис. 185) не будет подожжен, как это показано выше. Так как отрицательный импульс приходит одновременно на три усилителя (собранных на верхних половинах ламп Л8, Л9, Л10), то сработают все три усилителя. Но только тот усилитель приведет к поджигу тиратрона генератора выходных импульсов, который работает на генератор, подготовленный к работе, т. е. тот, у которого при помощи размыкания контактов Л—Я реле РП отключен шунтирующий конденсатор. Таким усилителем будет являться усилитель, собранный на верхней половине лампы Л9. Он приведет к поджигу тиратрона Л13 3-го генератора выходных импульсов, так как благодаря срабатыванию 2-го генератора, собранного на лампе Л12, будут разомкнуты Л—Я реле РПа и в связи с этим расшунтируется сетка тиратрона Ли 3-го генератора выходных импульсов и он будет готов к срабатыванию. 2-й тиратронный генератор выходных импульсов, собранный на лампе Л12 (рис. 185), срабатывает в момент перехода через нуль второго полупериода тока в испытуемом выключателе. При этом сработает также нулевое реле, собранное на лампах Л8 и Л4, и выработает отрицательный импульс напряжения. Этот импульс поступит на усилители, собранные на нижних половинах ламп Л8, Л9 и Л10. Усилитель, собранный на нижней половине лампы Л8, сработав, подожжет тиратрон Л12 2-го генератора выходных импульсов, так как его сетка будет деблокирована срабатыванием 1-го генератора выходных импульсов. (Реле РП2, сработав, разомкнет контакты Л—Я в цепи сетки тиратрона Л12). В следующий момент времени, при переходе через нуль четвертого полупериода тока, сработает 4-й генератор и т. д. Элементы блокировки генераторов выходных импульсов имеют вывод для включения шлейфов магнитного осциллографа. Это дает возможность иметь на осциллограмме отметку о деблокировке схемы.
Рис. 189. Усиление импульсов напряжения (6 каскадов усиления V, рис. 185):
а — схема; б — эпюры напряжений на входе дифференцирующей цепочки, на сетке и на аноде лампы; I — напряжение на входе дифференциальной цепочки; II — напряжение на сетке лампы Л.
Генератор выходных импульсов. Для осуществления последовательного срабатывания шести конденсаторных установок в блоке СУ создано шесть идентичных генераторов выходных импульсов. В качестве генератора выходных импульсов выбрана схема, построенная на тиратроне, использующая разряд конденсатора (рис. 190, а). До прихода на вход схемы положительного импульса от усилителя (рис. 189, а) тиратрон Л11 погашен, так как на его сетке будет большое запирающее напряжение. Напряжение на аноде тиратрона равно 350 в, которое через анодное сопротивление R47, R48 и обмотку блокировочного реле РП2, а также через параллельную цепочку из сигнальной лампы ЛС1 и R57 заряжает конденсатор С11 (рис. 190, а). Положительный импульс, приходящий на сетку тиратрона, зажигает тиратрон, конденсатор С11 разряжается через тиратрон, сопротивление R48 и обмотку поляризованного блокировочного реле РП2, образуя на обмотке поляризованного реле отрицательный импульс напряжения с амплитудой около 350 в. Поляризованное реле РП2, применяемое в схеме, служит не только как блокировочное реле, но также в качестве импульсного трансформатора, преобразующего полярность выходных импульсов и исключающее гальваническую связь между блоком синхронизирующего устройства и управляемым им объектом. В качестве поляризованного реле применены двухпозиционные реле типа РП-4. На вторичной обмотке реле образуются импульсы положительной полярности, с амплитудой 300 в, при коэффициенте трансформации, равном единице.
С одной из обмоток импульс напряжения снимается на блок задержки импульсов, а со второй — подается на катодный осциллограф. При разряде конденсатора через тиратрона напряжение на аноде тиратрона падает и, когда падение напряжения на тиратроне станет меньше ионизационного потенциала, тиратрон запирается и начинается заряд конденсатора С11 от источника питания через сопротивление R47, R48 и обмотку реле. Напряжение на аноде тиратрона восстанавливается. Но тиратрон вторично не зажжется, ибо на его сетку в связи с возвратом контактов реле РП2 в исходное положение будет подано напряжение запирания. Для контроля срабатывания выходных реле на переднюю панель блока СУ вынесены контрольные лампочки сигнализации ЛС, включаемые параллельно первичной обмотке блокировочного поляризованного реле.
Рис. 191. Блок задержки импульсов с шестью идентичными каналами задержки импульсов (рис. 185).
Тиратрон, формирующий выходные импульсы, выбран типа ТГI-0,1/0,3, параметры которого: наибольшее среднее значение тока анода — 100 ма; наибольшая амплитуда тока — 500 ма; наибольшая амплитуда обратного напряжения — 1,3 кВ; падение напряжения — 11 в; напряжение зажигания — около 25 в. Эпюры напряжений и токов, характеризующие работу генератора выходных импульсов, даны на рис. 190,б.
Блок задержки импульсов.
Рис. 192. Генератор ударных колебаний:
а — схема; б — эпюры напряжения; I — импульс, запускающий тиратрон Л1; II — напряжение на контуре; III — импульсы на выходе блока задержки импульсов.
Импульсы, вырабатываемые синхронизирующим устройством, направляются на конденсаторные каскады поджига дуги и источник восстанавливающегося напряжения, а также на осциллограф, который фиксирует процесс, происходящий в испытательной цепи. Импульс, приходящий на осциллограф, служит для запуска генератора ждущей развертки осциллографа и во времени соответствует импульсу, запускающему конденсаторную установку. Если не принять необходимых мер, то вследствие имеющегося собственного времени работы осциллографа будет неполное воспроизведение фронта волны исследуемого сигнала, так как в большинстве практических случаев начало пилообразного импульса несколько запаздывает относительно начала запускающего импульса. Чтобы этого избежать, на ПАУ установлен блок задержки импульсов, направляемых к конденсаторным каскадам поджига дуги на время, необходимое для компенсации собственного времени работы осциллографа. Выдержка времени должна иметь величину порядка 0,03 сек. Блок задержки импульсов (рис. 191) содержит шесть идентичных каналов задержки импульсов, содержащих в себе генератор ударных колебаний и генератор выходных импульсов, что соответствует шести выходным блокам синхронизирующего устройства.
Генератор ударных колебаний.
Генератор ударных колебаний, примененный в блоке задержки импульсов (рис. 191), является каскадом, обеспечивающим необходимую задержку импульса. Время задержки импульса определяется длительностью полупериода колебаний, возникающих при ударном возбуждении контура, состоящего из индуктивности L1 и конденсатора С7.
Рассмотрим процесс получения задержки импульса на примере генератора первого канала блока задержки импульсов, собранного на Л1 (рис. 192, а). В исходном состоянии тиратрон типа ΤΓΙ-0,1/0,3 заперт отрицательным напряжением — 35 в, снимаемым с делителя напряжения R27 — R28. При появлении на входе I генератора (рис. 192, а) положительного импульса от блока синхронизирующего устройства тиратрон зажигается и конденсатор С7, заряженный до напряжения источника анодного питания 4-250 в, начнет разряжаться. Анодный ток тиратрона, равный примерно току разряда конденсатора С7, возбуждает контур, в котором возникают затухающие колебания, эпюра которых показана 'на рис. 192, б. Так как в данном случае имеется нарастание тока через тиратрон, то первый полупериод колебаний будет отрицательным.
Длительность полупериода колебаний и используется в данном случае для получения определенной задержки во времени — τзад (рис. 192,6). Если теперь использовать положительный полупериод колебаний в контуре (второй по счету с момента возбуждения контура) для поджигания тиратрона генератора выходных импульсов Л2, то последний, следовательно, будет зажжен через время, равное длительности отрицательного полупериода колебания — τзад. Следовательно, задержка во времени между моментом прихода импульса от синхронизирующего устройства на вход генератора ударных колебаний и моментом выдачи импульса напряжения тиратрона Л2 генератора выходных импульсов будет измеряться длительностью полупериода колебаний контура. Положительный полупериод колебаний контура через полупроводниковый диод B1 (рис. 191, выход 7) и разделительный конденсатор С18 подается на сетку тиратрона Л2 и поджигает его. Сопротивление выбирается достаточно большим для обеспечения потухания тиратрона при разряде конденсатора С7 до напряжения, меньшего, чем это необходимо для поддержания горения тиратрона.
Рис. 193. Генератор выходных импульсов для запуска конденсаторного каскада.
Выбор параметров контура L и С производится из условия получения требуемой длительности полупериода колебаний. Так, например, выбрав значение С7 = 10000 пф и τ0 = 100 мксек, для значения индуктивности получим
Генератор выходных импульсов.
Генератор выходных импульсов (рис. 192) вырабатывает импульсы напряжения, используемые для запуска конденсаторных каскадов поджига дуги. Эти импульсы должны обладать достаточной мощностью. Генератор выходных импульсов собран на тиратроне Л2 типа ТП-0,1/1,3.
Генератор выходных импульсов (рис. 192) вырабатывает импульсы напряжения, используемые для запуска конденсаторных каскадов поджига дуги. Эти импульсы должны обладать достаточной мощностью. Генератор выходных импульсов собран на тиратроне Л2 типа ТП-0,1/1,3. В исходном положении (до возникновения положительного полупериода напряжения колебания от ударного генератора) тиратрон заперт отрицательным напряжением —35 в. Положительный импульс поджигает тиратрон и на пиковом трансформаторе Тр1 в результате разряда конденсатора С1 образуется отрицательный импульс напряжения. Со вторичной обмотки пикового трансформатора (рис. 193, выход 7) снимается положительный импульс напряжения с амплитудой до 500 в, который и запускает конденсаторный каскад поджига дуги. Работа данного генератора аналогична работе генератора выходных импульсов блока синхронизирующего устройства.
В заключение необходимо отметить, что потребляемая прибором (ПАУ и СУ) мощность невелика и составляет около 500 ва, вес прибора 200 кг.
Федченко Иван Кириллович, доктор техн. наук
Техника высоких напряжений
