ДУПЛЕКСНЫЙ ЭЛЕКТРОПРОПОЛЬЩИК УДАРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Автор: Тышкевич Е.В. * Патент RU 2581481

Дуплексный электропропольщик ударного возбуждения относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в сельском хозяйстве для уничтожения сорной растительности, пасынкования, а также проведения технологий, связанных с воздействием электрическим током на растительные объекты.

Использование существующих электрофизических технологий защиты растений в настоящее время ограничивается низкой эффективностью по сравнению с традиционными механическими и химическими способами борьбы с сорной растительностью. Причем обработка полей электрическим током с высокой степенью засоренности, или когда размеры сорняков не превышают по высоте культурные растения, становится практически невозможной. Несмотря на это, использование аппаратных средств и технологических приемов высоковольтной импульсной обработки растений во многих странах неуклонно возрастает.

Отличительной особенностью представленной конструкции устройства для электрофизического уничтожения сорняков является наличие одного индуктивного источника электрического воздействия, имеющего небольшие габариты, высокий КПД и широкий диапазон использования.

Конструкция дуплексного электропропольщика ударного возбуждения

На рисунке представлена функциональная схема дуплексного электропропольщика ударного возбуждения.

Дуплексный электропропольщик ударного возбуждения состоит из источника питания 1, тактового генератора 5, трех электронных коммутаторов 2, 6, 7, емкостного накопителя 3, задатчика тока 4, импульсного трансформатора 8, содержащего первичную 9, пилотную 10 и вторичную 11 обмотки, анализатора проводимости 12, активного 13 и заземленного 14 электродов.

Обеспечение электрической энергией электропропольщика осуществляется от источника питания 1 (вывод а), соединенного с входом электронного коммутатора 2 и входом задатчика тока 4.

Описание работы устройства.

Генератор 5 вырабатывает последовательность прямоугольных тактовых импульсов, которые управляют работой схемы. Выход тактового генератора 5 (с), подключен к управляющим входам электронных коммутаторов 2 и 7. Активный вывод емкостного накопителя 3 (b) соединен с выходом электронного коммутатора 2 и входом электронного коммутатора 6. Первичная обмотка 9 импульсного трансформатора 8 подключена к выходу электронного коммутатора 6. Активный электрод 13 соединен с высоковольтным выводом вторичной обмотки 11 импульсного трансформатора 8, при этом второй ее вывод подключен к заземленному электроду 14 через анализатор проводимости 12, управляющий выход которого (d) соединен с управляющим входом электронного коммутатора 6. Выход задатчика тока 4 подключен к входу ключа 7, выходом соединенного с первым выводом пилотной обмотки 10 импульсного трансформатора 8. Общие выводы источника питания 1, емкостного накопителя 3, первичной 9 и пилотной 10 обмоток импульсного трансформатора 8 подключены к общему проводу. Воздействие на растительный объект осуществляется с помощью электродов 13, 14.

В начальный полупериод работы тактового генератора 5 на его выходе (с) образуется сигнал высокого уровня, который переводит коммутаторы 2 и 7 в открытое состояние. Пилотная обмотка 10 трансформатора 8 подключается к источнику питания 1 через последовательно соединенные открытый коммутатор 7 и задатчик тока 4, в результате чего в ней накапливается электрическая энергия, ограниченная установочными параметрами задатчика 4. В это же время емкостный накопитель 3 (b) заряжается через открытый коммутатор 2 до напряжения источника питания 1 (а). Напряжение на вторичной обмотке 11 имеет низкое значение, поскольку коммутатор 6 находится в закрытом состоянии и ток через первичную обмотку 9 не протекает, а ЭДС на выводах пилотной обмотки 10 ограничивается задатчиком тока 4, причем по окончанию первого полупериода напряжение пилотной обмотки 10 падает до нуля. Таким образом, в начальный момент времени электрический сигнал, образованный между электродами 13 и 14, не оказывает никакого практического воздействия на растительный объект.

В начале второго полупериода на выходе генератора 5 (с) образуется нулевой потенциал, коммутаторы 2 и 7 закрываются, емкостный накопитель 3 (b) отключается от источника питания 1 (а), ток в пилотной обмотке 10 трансформатора 8 начинает быстро уменьшаться. В результате этого во вторичной обмотке 11 возникает ЭДС самоиндукции, напряжение на электродах 13, 14 резко возрастает, достигая значения при котором происходит пробой изоляции сорного растения. В момент пробоя, через растительный объект проходит пилотный импульс, образуя проводящий канал, при этом напряжение вторичной обмотки 11 резко уменьшаться, а ток возрастает. Когда ток проводящего канала достигает определенного значения, на выходе анализатора проводимости 12 возникает сигнал высокого уровня, который открывает коммутатор 7, подключая заряженный емкостный накопитель 3 к первичной обмотке 9 трансформатора 8. Вследствие этого на проводящий канал накладывается силовой операционный импульс, сформированный разрядным током емкостного накопителя 3. Таким образом, производится дуплексное воздействие электрическим током, которое уничтожает сорное растение, обеспечивая желаемый результат.

Схема формирования операционных импульсов, состоящая из двух электронных коммутаторов 2 и 6, емкостного накопителя 3 и первичной обмотки 9 импульсного трансформатора 8 представляет собой модифицированный контур ударного возбуждения, который позволяет точно дозировать энергию силовых импульсов, и при этом обеспечивать безопасность и защиту источника питания 1 от короткого замыкания между электродами 13, 14. Энергия операционного импульса определяется величиной напряжения источника 1 и действующей емкостью накопителя 3. Амплитуда пилотного импульса регулируется путем изменения тока задатчика 4 в цепи пилотной обмотки 10.

Напряжение источника питания 1 может составлять 12…200В, при этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора 8, формирующее проводящий канал достигает значений 4…17кВ.

Амплитудные значения максимального тока операционных импульсов находятся в пределах 40…150А.

Частота следования дуплексного сигнала находится в диапазоне от 200Гц до 25кГц.

Дуплексный электропропольщик ударного возбуждения может применяться в качестве средства для уничтожения сорняков, пасынкования, а также уничтожения или отпугивания грызунов.

Устройство обладает простой конструкцией, имеет небольшие габариты и массу, высокий КПД и широкий диапазон использования. Оно не нарушает экологию окружающей среды.