ультразвуковой импульсный генератор

Формула изобретения

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий мостовой полупроводниковый выпрямитель, к входу которого подключен ограничивающий резистор, коммутатор, выполненный на тиристоре, анод которого подключен к плюсу, а катод - к минусу выпрямителя, последовательно соединенную с обмоткой вибратора накопительную емкость, формирователь управляющих импульсов, выполненный на трансформаторе, динисторе, конденсаторе и резисторе, причем один из выводов первичной обмотки трансформатора соединен с анодами динистора и тиристора, другой вывод через конденсатор подключен к общей точке соединения катода динистора и тиристора, соединенного с минусом выпрямителя, а вторая обмотка трансформатора подключена параллельно переходу управляющий электрод-катод тиристора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления, ограничивающий резистор выполнен с прямой нелинейной зависимостью величины сопротивления от протекающего тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к импульсным генераторам ультразвуковых колебаний с магнитострикционным вибратором, и может быть применено, например, в установках ультразвуковой очистки в качестве источника механических колебаний.

Известен ультразвуковой импульсный генератор, содержащий выпрямительный мост, в цепь которого включен ограничительный резистор, колебательный контур, образованный накопительной емкостью и обмоткой магнитострикционного вибратора, коммутирующий тиристор, подключенный анодом к "+", а катодом к "-" моста, формирователь управляющих импульсов, выполненный на трансформаторе, вторичная обмотка которого соединена с управляющим электродом тиристора, а первичная включена последовательно с конденсатором и регулировочным резистором, причем к конденсатору и первичной обмотке параллельно подключен динистор.

Недостатком данного генератора является высокое энергопотребление. В известном генераторе этот недостаток неустраним подбором величины сопротивления ограничительного резистора, поскольку эта величина выбирается, исходя из противоречивых требований: с одной стороны она должна быть велика, чтобы уменьшить потери, с другой стороны мала, чтобы обеспечить быструю зарядку емкостей при закрытом тиристоре (это важно для обеспечения требуемой по технологии частоты следования импульсов).

Целью изобретения является снижение энергопотребления, что достигается выполнением ограничительного резистора нелинейным, причем величина его сопротивления увеличивается с увеличением тока через него. В этом случае зарядка емкостей, требующая меньшего тока, происходит при малом сопротивлении резистора, а генерация ультразвука, сопровождающаяся большим током, - при большом сопротивлении. Поэтому при заданной частоте импульсов уменьшаются потери энергии на ограничительном резисторе.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Ультразвуковой импульсный генератор содержит мостовой выпрямитель 1, в цепь которого со стороны переменного тока включен ограничительный резистор 2, выполненный нелинейным, колебательный контур в составе накопительной емкости 3 и обмотки магнитострикционного вибратора 4, коммутирующий тиристор 5, а также формирователь управляющих импульсов, собранный на трансформаторе 6, вторичная обмотка которого подключена к управляющему электроду тиристора, а первичная соединена последовательно с конденсатором 7, образуя контур формирователя, параллельно которому включен динистор 8, соединенный с регулировочным резистором 9.

Устройство работает следующим образом. От сети через резистор 2, мост 1 и обмотку вибратора 4 заряжается емкость 3. Одновременно через резисторы 2, 9 и первичную обмотку трансформатора 6 заряжается конденсатор 7 до напряжения включения динистора 8. Через динистор и первичную обмотку трансформатора происходит разряд конденсатора 7. Во вторичной обмотке наводится напряжение, отпирающее тиристор 5. Емкость 3 заряжается через открытый тиристор и обмотку вибратора, возбуждая ультразвуковые колебания. Обратная перезарядка емкости осуществляется через мост. Колебания продолжаются до тех пор, пока на управляющем электроде тиристора существует отпирающее напряжение. После его исчезновения, ток через тиристор становится меньше тока удержания и тиристор закрывается. Резистором 9 регулируется частота следования импульсов. Таким образом, работа устройства состоит из двух фаз: первая, когда происходит зарядка емкостей, и вторая, когда открывается тиристор. Ток, протекающий через резистор 2, в первой фазе меньше, чем во второй, поскольку в первой фазе он протекает по цепи с большим сопротивлением (в первой фазе через резистор 2, обмотку 4, емкость 3, а во второй - через резистор 2 и открытый тиристор, пренебрегая малым током через формирователь). Поэтому сопротивление резистора 2 в силу его нелинейности в первой фазе меньше, чем во второй. Следовательно, при обеспечении требуемой скорости зарядки конденсатора в первой фазе во второй будут меньшие потери энергии на резисторе 2 в сравнении с известным устройством, в котором сопротивление резистора 2 останется таким же, как и в первой фазе у предложенного устройства.

В силу изложенного, энергопотребление у предложенного устройства снижается.