SU1140073A1 - Зар дный блок источника сейсмических колебаний - Google Patents

Abstract

ЗАРЯДНЫЙ БЛОК ИСТОЧНИКА СКЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий вьтр митель, звено повышени  напр жени , полупроводниковый ключ, накопительный конденсатор, подключенный к сейсмоисточнику, схему управлени , состо щуюиз делител  напр жени , датчика тока, пороговой схемы , генератора импульсов, при этом выход полупроводникового ключа соединен с входом делител  напр жени , выход которого соединен с первым би о Питаюмитель щей сеп 1 .. / входом пороговой схемы, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, а выход - с входом генератора импульсов, первый вход датчика тока соединен с выходом вьшр мител , отличающеес  тем, что, с целью повьшени  частоты работы источника сейсмических колебаний путем снижени  времени зар да накопительного конденсатора, звено повышени  напр жени  выполнено в виде тиристорного моста, подключенного одной диагональю через полупроводниковый ключ параллельно накопительному конденсатору, к одному из полюсов которого подключен второй вход датчика тока, Б другую диагоШ наль тиристорного моста включен коммутирующий конденсатор, при этом звено повышени  напр жени  подключено к вьшр мителю через дроссель, а выходы генератора импульсов соединены с управл ющими электродами тиристоров iJ ЛСеисмааств HUK ео еггн и JmmeMun ti

Description

Изобретение относитс  к сейсморазведке в частности к системам питани  импульсно-кодовых источников сейсмических колебаний,с привоJJOM от электромеханического преобразовател  энергии.

Известен зар дньй блок импульсного возбудител  упругих волн, содержа1чий повьпиающий трансформатор s высоковольтньй выпр митель и токо (ограничивающее устройство. Скорость зар да накопительного конденсатора определ етс  в основном токоограничивающим элементом.и может быть получена достаточной дл  обеспечени  максимальной частоты работы сейсмоисточника 13Однако данный блок зар жает накопительный конденсатор до напр жени , пропорционального напр жению питающей сети, и не может обеспечит стабильности параметров сейсмического сигнала при работе с импульсно-кодовым сейсмоисточником.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  зар дньй блок источника сейсмических колебаний, содержащий выпр митель, звено повышени  напр жени , полупроводниковый ключ, накопительный конденсатор, подключенньй к сейсмоисточнику, схему управлени , состо щую из делител напр жени , датчика тока, пороговой .схемы, генератора импульсов, при этом выход полупроводникового ключа соединен с входом делител  напр жени , выход которого соединен с первым входом пороговой схемы, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, а выход - с входом генератора ит-шульсов, первый вход датчика тока соединен с выходом .выпр мител . Напр жение зар женного накопительного конденсатора определ етс  порогово-ключевой схемой и при нестабильном напр жении питающей сети остаетс  практически неизменным , Зар д накопительного конденсатора осуществл етс  импульсами зар дного тока, формируемыми ключевой системой. Точность стабилизации напр жени  накопительного конденсатора определ етс  энергией единичного зар дного импульса. Дл  достижени  высокой точности стабилизации энерги , запасаема  в накопительном конденсаторе, должна

передаватьс  достаточно малыми порци ми . Таким образом, весь процесс зар да должен состо ть из большого числа зар днь х импульсов. Скорость зар да определ етс  частбтой формировани  зар дных импульсов С2.

В таком устройстве частота зар дных импульсов соизмерима с частотой питающей сети. Поэтому дл  достижени  высокой точности стабилизации зар д должен длитьс  в течение большого числа периодов напр жени  питающей сети. Как правило, питание сейсмоисточников осуществл етс  от сети промышленной частоты. Современные импульсно-кодовые сейсмоисточникч способны работать с частотой до 40-50 Гц, т. е. врем  .зар да дЪлжно быть соизмеримо с периодом напр жени  питающей сети. Рассмотренный зар дный блок в силу перечисленных причин не может обеспечить высокую скорость зар да, а следовательно, и требуемую .частоту работы сейсмоисточникао

Цель изобретени  - повышение частоты работы источника сейсмических колебаний путем снижени  времени зар да накопительного ко денсатора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в зар дном блоке источника сейсмических колебаний, содержащем выпр митель, звено повышени  напр жени , полупроводниковый ключ, накопительный конденсатор, подключенный к сейсмоисточнику, схему управлени , состо щую из делител  напр жени , датчика тока, пороговой схемы, генератора импульсов, при этом выход полупроводникового ключа соединен с входом делител  напр жени  , выход которого соединен с перв входом пороговой сх.емы, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, а выход - с входом генератора импульсов, первый вход датчика тока соединен с выходом вьтр мител , звено повышени  напр жени  выполнено в виде тиристорногомоста., подключенного одной диагональю через полупроводниковый ключ параллельно накопительному конденсатору, к одному из полюсов которого подключен второй вход датчика тока, в другую диагональ тиристорного моста включен коммутирующий конденсатор, при этом звено повышени  напр жени  по.гшлючено к выпр мителю через дрос3 сель, а выходы генератора импульсов соединены с управл ющими электродами тиристоров. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый зар дный блок; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюс рирующие принцип действи  блока. Литакица  сеть 1 соединена через выпр митель .2.и дроссель 3 со звеном повьппени  напр жени , вьшолненным в виде тиристорного мост  на тиристорах 4, 5, 6 и 7, в диагональ которого включен коммутирующий конденсатор 8. Звено повьппени  напр жени  соедин...о через полупроводниковый ключ 9 с накопительным конденсатором 10, который в свою очередь подключен к сейсмоисточнику 11 с импульсной схемой питани . Схема управлени  включает в себ  делитель 12 напр жени , датчик 13 тока, пороговую схему 14, генератор 15 импульсов . Выходы генератора 15-импульсов соединены с управл ющими электродам тиристоров 4, 5, 6 и 7 звена повы ,-шени  напр жени , а к входу его под ключен выход пороговой схемы 14, первый t-3 входов которой соединен с делителем 12 напр жени , а второй - с датчиком 13 тока. Делитель 12 напр жени  соединен с накопитель ным конденсатором 10. Датчик 13 ток представл ющий собой шунт с электрометрическим усилителем, включен в входную цепь звена повышени  напр жени . Генератор 15 импульсов представл ет собой управл емый автоколебательный генератор с распределителем импульсов. При отсутствии сиг нала на входе генератЬра 15 импульсов импульсы управлени  поступают поочередно то на пару трфисторов 4 и 5, то на 6 и 7о При по влении си нала на .входе генератора 15 импульcoJB с выхода пороговой схемы формирование импульсов управлени  прекра щаетс . Порогова  схема 14 состоит из двух компараторов, один из которых соединен с делителем 12 напр жени  и переключаетс  при достижении напр жени  накопительного конде сатора 10 требуемого значени , другой соединен с датчиком тока и переключаетс  при по влении тока во входной цепи звена повышени  напр жени . При переключении любого из компараторов на выходе пороговой 734 схемы 14 по вл етс  сигнал, запрещающий работу генератора 15 импульсов . Принцип работы зар дного блока заключаетс  в следующем. В исходном состо нии накопительный конденсатор 10 зар жен до требуемого напр жени , коммутирующий конденсатор 8 зар жен до напр жени  накопительного конденсатора 10 в пол рности, показанной на фиг. 1, полупроводниковый ключ 9 (например, диод) выключен отрицательным напр жением , равным разности напр жеНИИ на накопительном конденсаторе 10 и вьтр мителе 2. При включении сейсмоисточника 11 накопительный конденсатор 10 разр жаетс . К полупроводниковому ключу 9 прикладываетс  положительное напр жение выпр мител  2 и он включаетс . Далее происходит резонансный зар д накопительного конденсатора 10 от выпр мител  2 через дроссель 3 и полупроводниковый ключ 9. Тиристоры 4, 5, 6 и 7 звена повышени  напр жени  не включаютс , поскольку сигнал, снимаемый с датчика 13 тока через пороговую схему 14, запрещает работу генератора 15 импульсов. Накопительный конденсатор 10 зар жаетс  до удвоенного напр жени  выпр мител  2, Если при этом напр жение накопительного конденсатора 10 достигло требуемого значени , зар д прекратитс , поскольку сигнал, снимаемый с делител  12 напр жени  через пороговую схему 14, блокирует работу генератора 15 импульсов, а следовательно , и звена повышени  напр жени . Если же напр жение накопительного конденсатора в ходе резонансного зар да не достигло требуемого , то.по прекращении зар дного тока сигнал с датчика 13 тока исчезнет , исчезнет и запрет на работу генератора 15 импульсов и он открывает тиристоры 4 и 5. По цепи выпр митель 2 - дроссель 3 - тирис- тор 4 - коммутируюрдий конденсатор 8 - тиристор 5 - датчик 13 тока вьтр митель 2 начинает протекать тока, перезар жа  коммутирующий конденсатор 8 в пол рности, противоположной показанной на фиг, 1. В течение процесса перезар да коммутирующего конденсатора В в дросселе 3 запасаетс  электромагнитна  энер-

ги . Полупроводниковый ключ 9 включен отрицательньм напр жением, равным сумме напр жений коммутирук дего 8 и накопительного 10 конденсаторов По достижении напр жением коммутирующего конденсатора 8 величины, равной напр жению на накЛхительном конденсаторе 10, полупроводниковый ключ 9 включаетс . Ток дроссел  3 перехватываетс  через полупроводниковый ключ 9 в цепь накопительного конденсатора 10, подзар жа  его, Энерги , запасенна  в дросселе 3, сбрасываетс  в накопительный конденсатор 10. При уменьшении зар дного тока до нул  снимаетс  запрет на работу генератора 15 импульсов и он открывает тиристоры 6 и 7, процесс формировани  зар дного импульса тока повтор етс . Работа звена повышени  напр жени  продолжаетс  до тех пор, пока напр жение накопительного конденсатора не достигнет требуемого значени . В этом случае сигнал, снимаемьй с делител  12 напр жени  переключает пороговую схему 14, запреща  работу генератора 15 импульсов, а следовательно, и работу звена повьпиени  напр жени  Процесс зар да накопительного конденсатора прекращаетс „

На Лиг. 2 обозначены: крива  16 - трехфазное напр жение питающей сети 1, крива  17 - напр жение выпр мител  2 (показано напр жение в случае использовани  трехфазной мостовой схемы вьшр млени ), крива  18 - ток дроссел  3, крива  19 зар дный ток накопительного конденсатора 10, крива  20 - напр жение

коммутирующего конденсатора 8, крива  21 - напр жение накопительного конденсатора 10. Показаны две фазы процесса зар да накопительного конденсатора: резонансный зар д и дозар д с помощью звена повьпаени  напр жени .

На минимальной частоте работы сейсмоисточника накопительный конденсатор 10 зар жаетс  до требуемого значени  напр жени  без участи  звена повьачени  напр жени . Скорост резонансного зар да может быть получена достаточно высокой, пос

кольку она определ етс  в основном лишь параметрами дроссел  3 и не зависит от частоты питающей сети. При увеличении частоты работы сейсмоисточника увеличиваетс  и потребл ема  мощность. Напр жение сети уменьшаетс . Теперь дл  достижени  требуемого напр жени  на накопительном конденсаторе 10 резонансного зар да недостаточно, и в работу включаетс  звено повьпиени  напр жени , обеспечивающее зар д накопительного конденсатора 10 до необходимого значени .

Точность стабилизации напр жени  накопительного конденсатора 10 определ етс  энергией единичного зар дного импульса тока, формируемого звеном повышени  напр жени . Посколку больша  часть энергии запасаетс  в ходе резонансного зар да, то при требуемой точности стабилизации количество зар дных импульсов звена повышени  напр жени  оказываетс  гораздо меньшим, чем если бы вс  энерги  запасалась только зар дными импульсами. Кроме того, описанное звено повьш1ени  напр жени  позвол ет формировать зар дные импульсы тока с частотой пор дка килогерц. Уменьшение числа и увеличение частоты следовани  зар дных импульсов приводит к сокращению времени зар да при сохранении высокой точности стабилизации напр жени  накопительного конденсатора10 . Таким образом, повьш1ение скорости зар да накопительного конденстора достигаетс  наличием быстротекущего резонансного зар да, в ходе которого запасаетс  значительна  часть энергии, а также повышенной частотой формировани  зар дных импульсов тока звеном повьшгени  напр жени .

Предлагаемое устройство позвол ет зар жать накопительный конденсатор до напр жени , повьш1енного по сравнению с напр жением питаюр1ей сети, без использовани  повышающего трансформатора, что улучшает весогабариТные характеристики зар дного блока о

Claims (1)

1. ЗАРЯДНЫЙ БЛОК ИСТОЧНИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий выпрямитель, звено повышения напряжения, полупроводниковый ключ, накопительный конденсатор, подключенный к сейсмоисточнику, схему управления, состоящую'из делителя напряжения, датчика тока, пороговой схемы, генератора импульсов, при этом выход полупроводникового ключа соединен с входом делителя напряжения, выход которого соединен с первым входом пороговой схемы, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, а выход - с входом генератора импульсов, первый вход датчика тока соединен с выходом выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью повышения частоты работы источника сейсмических колебаний путем снижения времени заряда накопительного конденсатора, звено повышения напряжения выполнено в виде тиристорного моста, подключенного одной диагональю через полупроводниковый ключ параллельно накопительному конденсатору, к одному из полюсов которого подключен второй вход датчика тока, в другую диагональ тиристорного моста включен коммутирующий конденсатор, при этом звено повышения напряжения подключено к выпрямителю через дроссель, а выходы генератора импульсов соединены с управляющими электродами тиристоров о f 1140073 2