Территория прогрессивных инноваций Территория прогрессивных инноваций Гнездо
   ГЛАВНАЯ  |  ИСТОРИЯ  |  НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ  |  ПАТЕНТЫ  |  PATENTS  |  ВОИР  |  КОНТАКТЫ   

Дуплексный электропропольщик индуктивно-емкостного типа

Авторы: Тышкевич Е.В., Боженков А.В. (Патент RU 2380872)

Дуплексный электропропольщик индуктивно-емкостного типа относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в сельском хозяйстве для уничтожения сорняков, пасынкования, а также проведения специальных технологий, связанных с воздействием электрическим током на объекты растительного происхождения.

Дуплексный способ воздействия электрическим током на биообъекты подробно изложен в описании патента  RU 2366158.

Функциональная схема дуплексного электропропольщика.

На рисунке представлена упрощенная функциональная схема и эпюры вольтамперных характеристик дуплексного электропропольщика индуктивно-емкостного типа. На эпюрах не показаны переходные и колебательные процессы напряжений и токов.

Устройство содержит автономный источник питания 1, тактовый генератор 2, делитель частоты 3, одновибратор 4, импульсный трансформатор 5, диоды 6, 7, емкостный умножитель напряжения 8 и электроды 9, 10.

Описание работы дуплексного электропропольщика.

Генератор 2 вырабатывает последовательность тактовых импульсов, которые управляют работой устройства. Питание генератора 2 и одновибратора 4 осуществляется источником 1. Выход генератора 2 (а) соединен с управляющим входом делителя частоты 3 и входом умножителя напряжения 8, выполняющего роль емкостного накопителя электрической энергии. Выход делителя частоты 3 (b) подключен к управляющему входу одновибратора 4, нагрузкой которого (с) является первичная обмотка импульсного трансформатора 5, представляющего собой индуктивный накопитель энергии. Вторичная обмотка трансформатора 5 (d) подключена к аноду диода 6. Выход емкостного умножителя 8 (е) соединен с анодом диода 7, катод которого подключен к катоду диода 6 и электроду 9 (f). Электрод 10 соединен с общей шиной электрической схемы. Воздействие на растительные объекты (на рисунке не показано), например, сорняки, осуществляется с помощью электродов 9, 10.

В начальный период работы схемы t0-t1 импульсы с генератора 2 (эпюра а) поступают на вход умножителя 8, в результате чего, на его выходе образуется постоянное напряжение положительной полярности u2 (эпюра е). На выходе делителя частоты 3 (эпюра b) сигнал отсутствует, поскольку количество импульсов, поступивших на вход делителя 3 не достаточно для его переключения. На вторичной обмотке трансформатора 5 напряжение равно нулю (эпюра d), так как первичная обмотка обесточена (эпюра с). Ток через растительный объект не протекает (эпюра f), поскольку значение напряжения u2, поступающего через открытый диод 7 к электроду 9, ниже напряжения пробоя наружной изоляции растительного объекта, подсоединенного к электродам 9, 10.

В момент времени t1 очередной импульс генератора 2 (эпюра а) переключает делитель частоты 3 в высокое состояние (эпюра b), вследствие чего одновибратор 4 запускается (эпюра с), подключая первичную обмотку трансформатора 5 к источнику питания 1. Во вторичной обмотке трансформатора 5 образуется напряжение отрицательной полярности (эпюра d), которое отсекается от нагрузки (электроды 9, 10) диодом 6, включенным в обратном направлении. В период времени t1-t2 происходит накопление электрической энергии в первичной обмотке трансформатора 5, при этом ток через растительный объект не протекает (эпюра f).

В момент времени t2 одновибратор 4 выключается, напряжение на его выходе становится равным нулю (эпюра с), ток в первичной обмотке трансформатора 5 начинает быстро уменьшаться. В результате этого во вторичной обмотке трансформатора 5 возникает ЭДС самоиндукции положительной полярности (эпюра d), которая через открытый диод 6 подводится к электродам 9, 10. В промежутке времени t2-t3 напряжение на электродах 9, 10 резко возрастает (эпюра d), однако ток, протекающий через нагрузку, имеет очень низкое значение и представляет собой ток утечки собственной изоляции растительного объекта (эпюра f). В этот период умножитель 8 отключен от нагрузки обратнозакрытым диодом 7.

В точке t3 наступает пробой изоляции объекта, в результате чего внутри него образуется проводящий канал, при этом напряжение вторичной обмотки трансформатора 5 на отрезке времени t3-t4 резко уменьшается (эпюра d), а ток возрастает (эпюра f). В момент t4 напряжение вторичной обмотки трансформатора 5 достигает значения u1 (эпюра d) и становится равным напряжению на выходе умножителя 8 u2 (эпюра е). При дальнейшем понижении напряжения вторичной обмотки трансформатора 5 на отрезке времени t4-t5 диод 7 открывается, подключая заряженный емкостный умножитель 8 (эпюра е) к электродам 9, 10. Операционный (силовой) импульс, поступающий от умножителя 8 через открытый диод 7 на электрод 9, накладывается на проводящий канал, сформированный разрядным током трансформатора 5 (эпюра f, t4-t5), при этом вторичная обмотка последнего отключается обратносмещенным диодом 6 от нагрузки. Таким образом, на растительный объект производится дуплексное воздействие от двух источников энергии: индуктивного 5 и емкостного 8. Первый формирует канал проводимости, а второй осуществляет силовое воздействие, обеспечивая желаемый результат - уничтожение сорняков. К моменту времени t5 действие операционного импульса заканчивается (эпюра f), напряжение на емкостном умножителе 8 принимает минимальное значение (эпюра е), проводящий канал прекращает свое существование, ток через растительный объект становится равным нулю (эпюра f). На отрезке t5-t6 умножитель 8 заряжается до исходного напряжения u2 (эпюра е), затем цикл повторяется.

Достоинства дуплексного электропропольщика как средства борьбы с сорняками.

Энергия операционного импульса определяется величиной напряжения на выходе умножителя 8 и его эффективной емкостью.

Применение умножителя 8 необходимо для того, чтобы поднять напряжение операционного импульса до оптимальных значений 150…500В. Практически, напряжение автономного источника питания 1 может составлять 12…48В, при этом ЭДС вторичной обмотке трансформатора 3, формирующее проводящий канал, достигает значений 4…12кВ.

Максимальный ток (амплитудное значение) операционных импульсов может составлять 70…130А. Частота следования дуплексных электрических сигналов находится в диапазоне от 10Гц до 10кГц и выше.

Устройство эффективно осуществляет уничтожение сорняков, обладает простой конструкцией, имеет небольшие габариты и массу, высокий КПД и широкий диапазон использования.

на Главную
 
mailto: info@kosmin.ru