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高压发生器的改进

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２００６年１２月　第２３卷第４期　三明学院学报　Ｊ０ＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＡＮＭＩＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｄｅｅ．２ｏ０６　

Ｖｏ１．２３　Ｎ０。４　

高压发生器的改进　

黄思俞　

（三明学院物理与机电工程系，福建－Ｎ　３６５００４）　

摘要：高压发生器是气体放电实验中，为放电管提供高压电源的仪器。原高压发生器存在两个主要问题：一、开关弹片　

的弹性随着工作时问的推移会逐渐减弱．仪器无法正常工作；二、高压发生器工作一段时问后，触点会被氧化导致接触不　

良。也会导致仪器无法正常工作。经过改进以电路代替机械触点开关，较好地解决了原高压发生器存在的两个主要问题，仪　

器能够长时间稳定地工作。　

关键词：高压发生器；改进；电路控制　

中图分类号：ＴＭ５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３－－４３４３（２００６）０４－０４０２－－０３　

Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ－Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｐｒｏｄｕｃｅｒ　

ＨＵＡＮＧ　Ｓｉ－Ｙｕ　

（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳａｎｍｉｎｇＵｎｂＪｅｒｓ　Ｓａｎｍｉｎｇ３６５００４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ—Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｐｒｏｄｕｃｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｏｆｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｐｒｏｄｕｃｅ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｏｌｄ　

ｓｔｙｌｅ　ｏｎｅ　ｈａｓ　ｔｗｏ　ｍａｊｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆｐｒｏｂｌｅｍｓ：Ａｓ　ｔｉｍｅ　ｇｏｅｓ，ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆｔｈｅ　ｐｉｅｃｅ　ｓｗｉｔｃｈ　ｗｉｌｌ　ｗｅａｋｅｎ；Ｔｈｅ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆｔｏｕｃｈ　ｗｉｌｌ　

ｏｘｉｄａｔｅ　ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｏ　ｂａｄ　ｔｏｕｃｈ　ａｆｔｅｒ　ａ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆｕｓｅ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｗｉｔｃｈ　ｂｙ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃａｎ　ｓｏｌｖｅ　ｓｕｃｈ　ｋｉｎｄ　ｏｆｐｒｏｂｌｅｒｏｓ，　

ｔｈｅｎｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｃａｎｗｏｒｋｗｅｌｌｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ—Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｐｒｏｄｕｃｅｒ；ｉｍｐｒｏｖｅ；ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

引言　

气体放电实验中不同的气体会发出不同颜色　

的光．并且伴有劈劈啪啪响声．因其具有很强的直　

观性和趣味性．极大地增强了学生的学习兴趣．是　

中学物理实验中必不可少的项目之一。放电所需　

的电压约为５ｋＶ．这个高压就是由高压发生器来　

获得的　因此高压发生器是气体放电实验中重要　

的实验仪器。笔者所在物理系教材教法实验室有　

多台高压发生器．由于使用时间较长．这些高压发　

生器都存在一些问题。为此，笔者对原高压发生器　

进行了改进　

１高压发生器的升压原理　

高压发生器的升压变压器与普通电源变压器　

的工作原理基本相同【】１，两绕组绕在同一铁心上，　

与电源相连接的称为原绕组或一次绕组、初级绕　

组，与负载相连的称为副绕组或二次绕组、次级绕　

组。若原、副绕组的匝数分别为Ⅳ】和Ⅳ２，原绕组所　

收稿１３期：２００６—０９—０１　

作者简介：黄思俞（１９６９一），男，福建南安人，实验师。　加电压为　，副绕组的感应电压为　，则：　

一盟　一Ⅳ２　

因为Ⅳ２远大于Ⅳ】，所以即使　。较小也能得　

到较大的　，达到升压的目的。　

２高压发生器存在的主要问题　

原高压发生器存在的两个主要问题是：一、输　

入回路中的开关弹片的弹性随着工作时间的推移　

会逐渐减弱。当开关触点接通时，电磁铁中的线圈　

通电，电磁铁有了磁性．触点被吸开，电路就被断　

开．电磁铁中的线圈没有电流．电磁铁的磁性消　

失：电磁铁的磁性消失后．由开关弹片所具有的弹　

性使开关触点又被接通，如此反复。但使用较长时　

间后开关弹片的弹性会减弱．当电磁铁的磁性消　

失后触点弹不回去．导致初级回路始终处于开路　

状态。二、原高压发生器工作一段时间后，触点会　

被氧化导致接触不良　这两种故障都将导致仪器　

无法正常工作　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　黄思俞：高压发生器的改进　・４０３・　

３对原高压发生器的改进及电路工作原理　

针对以上两个问题．笔者对原高压发生器进　

行了改进．即将原来通过机械触点开关的接通或　

断开高压发生器的初级回路，改为由电路控制。　控制电路如图１所示，主要由三部分组成。　

一、稳压电路，由ＣＷ７８０９输出稳定的９Ｖ电压为　

ＣＢ５５５提供工作电源。二、ＣＢ５５５定时器构成的多　

谐振荡器。三、由复合管、原线圈组成输出级电路。　

３．１稳压电路　

图１控制电路图　

由Ｃｗ７８Ｏ９输出稳定的９Ｖ电压为集成块　

ＣＢ５５５提供工作电源．ＣＷ７８Ｏ９是三端稳压集成　

块，输出电压的稳定性高．确保了集成块ＣＢ５５５能　

够稳定地工作。　

３．２　ＣＢ５５５定时器构成的多谐振荡器　

３．２．１　多谐振荡器　

∞　

Ｒ　ＣＢ５５５定时器构成的多谐振荡器的工作原理　

是［２・３】：接通电源前电容Ｃ　上无电荷，所以接通电　

源瞬间，Ｃ　来不及充电，故　＝Ｏ，ＣＢ５５５内部的比　

较器　输出为１、Ｖ　输出为０，基本ＲＳ触发器Ｑ＝　

１，？２－－０，／Ｚｏ＝／Ｚｏｔｔ、Ｔｏ截止，如图２所示。　

暂稳态Ｉ：Ｑ＝Ｉ，　＝０，ｔ／，ｏ＝１．Ｚｏｎ，Ｔｏ截止，是电路　

图２　ＣＢ５５５集成定时器的电路结构　

的一种暂稳状态。因为在这种状态下，电容Ｃ，充　

电，有一个缓慢升高的变化过程，充电回路是ｌ，　＿＋　

１　『＿　Ｃ１＿＋地，时间常数是Ｔ１＝　１般２）Ｃ１。　

自动翻转Ｉ：当电容Ｃ，充电，　上升到２　ｃｃ，３　

时，比较器　，输出跳变为Ｏ，基本ＲＳ触发器立即　

翻转到０状态，Ｑ＝ｏ，　＝１，Ｕｏ＝Ｕ　，Ｔｏ饱和导通。　

暂稳态Ⅱ：Ｑ＝０，　＝１，／ＺＯ－－／ＺＯＬ，Ｔｏ饱和导通，是　

电路的另一种暂稳状态。因为在这种状态下，同样　

电容Ｃ，放电，１１，　有一个缓慢下降的渐变过程，放　电回路是Ｃ１＿＋　２＿＋乃＿＋地，时间常数是Ｔ２＝　２　Ｃ１　

（忽略　饱和导通电阻Ｒｃ＝）。　

自动翻转Ⅱ：当电容Ｃ，放电，　下降到Ｖｅｔ／３　

时，比较器　输出跳变为Ｏ，基本触发器ＲＳ立即　

翻转到暂稳态Ｉ状态，Ｑ＝Ｉ，　＝ｏ，／Ｚｏ＝／Ｚｏｔｔ，Ｔｏ截止，　

即暂稳态Ｉ。　

在暂稳态Ｉ，电容Ｃ　又充电、再上升，电路就　

在两个暂稳态之间来回翻转振荡，于是在输出端　

就产生了矩形脉冲。电路的工作波形如图３所示。　维普资讯 http://www.cqvip.com ．４０４・　三明学院学报　第２３卷　

一一一一一Ｖｃｃ　

ｔｎ　ｔ　、　Ｉ　

图３工作波形　

３．２－２振荡频率估算　

由工作原理分析知道．电路稳态工作之后．电　

容充电和放电的过渡过程总是周而复始周期性地　

进行。电容Ｃ　充电时间，即暂稳态Ｉ维持时间ｔ　

的估算：时间常数　＝　嘏２）Ｃ１，起始值ＵＣ＝（０＋）＝Ｉ　Ｖｃｃ／３，终了值ｕｃ，（∞）＝　ｃ、转换值ｕｃ。（ｔ￣）＝２Ｖｃｃ／３，　

代人ＲＣ过渡过程计算公式得：　

．　１　ｕｃ。（∞）一“ｃ。（Ｏ＋）　ｌＪｎ　

＝７ｌｌｌｎ２　

＝０．７　ｌ＋　２）Ｃｌ　

电容Ｃ　放电时间即暂稳态Ⅱ维持时间ｔ　的　

估算：时间常数＂ｒ２＝Ｒ２　Ｃ　，起始值ＩＸＣＩ（０＋）＝２Ｖｃｃ／３，终　

了值ｕｃ．（∞）＝Ｏ，转换值ｕｃＯ　＝Ｖｃｃ／３，代人ＲＣ过　

渡过程计算公式得：　

…・ｎ　Ｕｃ－ＵＣ　．　∞）　．　￡　

。一　ｃ　

７Ｉ２　ｎ—０－　＋～ｃＶｃ　

＝丁，ｌｎ２　＝Ｏ．７　２　Ｃ　

电路振荡周期　为：　

＝￡　ｌ＋￡耽　

＝Ｏ．７　ｌ＋　２）Ｃｌ＋Ｏ．７　Ｒ２　Ｃ］　

＝Ｏ．７　ｌ＋２　２）Ｃ１　

则振荡频率厂为：　

ｆ：上：　ｊ　：垒三　Ｏ．７（　ｌ＋２　２）Ｃｌ（　ｌ＋２　２）Ｃｌ　

取工作频率．　１００Ｈｚ、Ｃ　＝Ｏ．１　Ｆ则　＋２　２＝　

１４３ｋｆ￣。　

３．２．３　占空比的估算　

占空比口脉冲宽度与重复周期之比，则　

０：三　：Ｑ：２　！　：　！　２　Ｔ　０．７（　ｌ＋２　２）Ｃｌ　Ｒｌ＋２　Ｒ２　

取占空比ｇ＝辜，Ｒ　＝６８ｋｆ￣，则Ｒ２　３６ｋＱ。　叶　３．３输出级电路　

输出级电路如图１，由ＢＧ，（中功率管３ＤＤ０１Ｂ）　

和ＢＧ２（大功率管３ＤＤ６ＯＢ）￣成复合管、高压发生　

器的原线圈、二极管组成。ＢＧ　、和ＢＧ２都固定在一　

块１０ｃｍｘｌ０ｃｍ的铝型材散热片上。二级管是为了　

保护复合管不被原线圈的感应电压击穿。　

４结论　

原高压发生器经过改进后．用光点式电压表　

测量其输出电压约５０００Ｖ．符合要求。把电压加到　

气体放电管上．放电管能正常放电。电路连续工作　

一小时用手触摸散热片．散热片的温度并不很高　

约６Ｏ℃，说明功率管功耗较小。在近一年的使用　

中．改进后的高压发生器都能稳定地工作。　

参考文献：　

【１】丘立尚，张琳．电工与电子技术基础［Ｍ１．广州：华南理工大　

学出版社．２００１：２１０－２１１．　

［２］阎石．数字电子技术基础［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９８：　

３５２—３５５．　

［３】余盂尝．数字电子技术基础简明教程：第二版　】．北京：高　

等教育出版社．１９９９：３７３—７５６．　

（责任编辑：叶　普）　Ｃ　—Ｃ　一　～３～２—３　一～

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浅谈高压电气试验设备现状及其技术改进方法

浅谈高压电气试验设备现状及其技术改进方法

浅谈高压电气试验设备现状及其技术改进方法

高压电气试验设备是电力行业中重要的测试设备之一，主要用于电力系统设备的高压试验、设备耐压试验、设备绝缘性能测试等。目前各种试验设备已经得到广泛应用，如绝缘板、液压式高压试验器、油浸式高压试验变压器等。然而，随着电力系统的不断发展和更新换代，试验设备的技术也需要不断改进。

目前，高压试验设备的主要问题是设备低效、体积庞大、使用操作复杂、故障率高等。针对这些问题，可以采取以下技术改进方法：

一、设备体积的优化设计

高压试验设备体积庞大是目前最常见的问题之一，大型设备不仅增加了试验现场的占地面积，同时也使得设备的运输、安装等操作变得更为困难。因此，对于高压试验设备的体积设计优化是十分必要的。目前的优化设计方法主要有以下几种：

1. 采用模块化设计：将大型高压试验设备分为多个模块，每个模块可以独立制造，安装后可以拼装组合完成整个设备。这种方式可以提高设备的可制造性和可维修性，同时也更方便运输和安装。

2. 采用多级调压设计：在高压试验设备中引入多级调压设计，可以使设备的整体体积更小，并且可以在保证高压输出的情况下，避免设备的输出电流过大而导致的较高体积设计。

3. 采用高可靠性可编程控制器（PLC）：高可靠性PLC可以实现对设备的自动化控制，对设备逻辑控制的操作异常进行预警并自动进行处理，能够有效地降低故障率。

二、提高设备的效率

目前，高压试验设备的效率还不高，需要多次进行高压测试来达到预定的标准，同时为了保证设备的安全，高压试验设备还需要较长的热稳定时间。在这种情况下，如何提高设备的效率？以下是一些方法：

1. 采用高压频段分离技术：将高压频段进行分离，可以减少试验对设备的压力，有利于提高设备的效率和稳定性。

2. 加强温控技术：由于高压电力测试设备极易产生热量，因此需要采用较好的温控技术，使得设备能够在高压极限的情况下实现快速的热稳定。

制芯机三乙胺气体发生器的改进

制芯机三乙胺气体发生器的改进

制芯机三乙胺气体发生器的改进

王跃起，李文锋

(潍柴动力股份有限公司铸锻厂，山东潍坊2610叭)

摘要：阐述了三乙胺冷芯盒制芯工艺的过程、冷芯盒射芯机气体发生器的基本工作原理，介绍了对其进行的改进工作。改进后的三乙胺气体发生器一个工作循环有3个阶段：低压吹胺，高压吹胺，清空；生产实践显示：改进后砂芯的成品率由原来的60％～70％提高到98％以上，有效提高了三乙胺的利用率，不但防止其泄露，还降低了生产成本。关键词：制芯；三乙胺；冷芯盒中图分类号：TG231．66文献标识码：B文章编号：1003—8345(2009)05一0096一03

ImproVementofTriethylamineGeneratorofCoreMakingMachine

WANGYue～qi，LIWen—feng

(FoundryandForgePlant，WeifangDieselEnginePowerCo．Ltd．，Weifangfang26100l，China)

Abstr彝ct：Thecoldboxcoremakingprocesswithtriethylamineashardeningcatalystandtheworkingprincipleof

triethylaminegeneratorwasdescribed，aswellastheimpmvementofthegeneLatorwasintroduced．TheworkingcircleoftheimpmVedtriethylaminegeneratorconsistofthreestagesasfoUows：low—pressuretriethylamineblowing，highpressuretriethylamineblowing，coI℃boxcleaning．TheproductionpracticeshowedthatthequalifiedrateofcoI℃saftergeneratorimpmvemen￡increased矗．omoriginal60％～70％tohi曲erthan98％thate珏’ectjvelyenhancedtheutilizatjonrate0fthe

直流高压发生器的操作使用

直流高压发生器的操作使用

直流高压发生器的操作使用

1、控制箱上的显示灯、开关、旋钮等已标清楚，看此操作说明时请参照控制箱的面板上元器件名称使用。

2、高压塔底盘侧面有七芯插座为联接控制箱电缆之插座，底盘侧面有铜接线柱为接地端子作连接地线用。

3、直流高压发生器随附有高压屏蔽电流表为数显微安表，表顶端上的插孔为连接被试品的线插孔，同时也作为电源开关，不用时请拔掉插头，就自动关闭电源。换电池时请将上盖镙丝打开，换好后请扣好盖用镙丝拧紧。扁园表换电池时打开后盖。

4、将控制箱面板上的接地端子与高压塔的接地接线柱用接地线连接在一起并与现场或试验室的地线接牢。为保证您与设备的安全，请务必反复检查地线，确保各部接地良好。

5、用提供的七芯电缆连接控制箱与高压塔，电缆两端为同样的快速插头，注意用插头侧面豁口对准插座内侧粗凸部分插入并顺时针拧紧。(可用电缆任一端连接控制箱或高压塔)接好电源线，电源为单项交流220V，工频50HZ。

6、直流高压发生器打开电源开关，此时电源开关灯(绿)和面板表亮。则高压指示灯(绿)亮，如高压提示蜂鸣器处在开的位置，则鸣叫以提示操作者在加高压，此时，顺时针旋转高压输出调节钮，则升高压，电压表显示为负载试品上的电压KV值，电流表则显示试品上流过的电流与所有泄漏电流之和，但不包括内置高压分压器的电流。电流以微安单位UA值。 7、如果打开电源开关，高压显示灯(绿)不亮，且故障显示中"回零"灯(红)亮时、则表示高压输出调节钮未在零位上，请逆时针旋转此钮至"零位"上，并将微调电压旋钮回到零位上，些"回零"灯灭，再顺时针调节即可升压。

8、直流高压发生器若不需要额定输出电压范围内的调压保护时，要把过压保护整定钮顺时针旋至大值。此时，当输出电压超过额定输出电压时即自动保护，切断高压。若要求在额定输出电压范围内进行调压保护时，请空载升压按以上步骤升压到预定的保护电压上，再将过压保护整定旋钮慢慢逆时针旋转到所需要的电压上，作过压保护动作，"过压"指示灯亮，保持过压保护整定旋钮就定于此位置上，将升压旋钮回到零位上，关闭电源。接上试品，则以后升压超过预定电压时即自动切断高压。

闪电DIY-马克思发生器和特斯拉线圈的制作图文教程

闪电DIY-马克思发生器和特斯拉线圈的制作图文教程

闪电制作DIY-马克思发生器和特斯拉线圈的制作图文教程

特斯拉线圈，效果相当壮观，但是工程也相当浩大，造价挺高，并不是每人都能亲手做一个的。

如果你只是想领略一下高压电火花的魅力，马克思发生器是一个比较好的选择。只要几个电容、电阻，简单的组合一下，很容易得到几厘米长的电弧，相当漂亮。

下面是一款简版的马克思发生器电路图：

这款马克思发生器总共有六级，每一级由0.002uF 20kV的电容和两个1m欧姆的电阻构成。左边是一个霓虹灯变压器（9kV 30mA），它产生的高压交流电，通过10个1N4007串联组成的整流器整为直流电，给并联的六组电容充电，当电容充到一定电压的时，就会击穿电容间的放电尖隙，这时6组电容就变成了串联的形式，电压骤增，开始放电，发出很大的声响并能产生5厘米左右的电弧，大约每2~3秒放电一次。把电容间的放电尖隙改造成球隙，电弧长度还可以大幅度提高，达到15厘米左右。够简单吧！

简单组装：

放电效果：

下面这款是改进型，主要是将上面的霓虹灯变压器换成了自制的高压发生器。它由555时基集成电路和高压晶体管构造而成，驱动一个电视机用的高压包，产生12kV~20kV的高压。

换成自制的高压发生器以后，整个体积就袖珍下来了，可以全部装配在一块小木板上。需要注意的是高压晶体管容易发热，需要配块大点的散热片，最好还装个小小的散热风扇。这款高压发生器可以拉出10厘米长的电弧，够你乐一阵子了！

往下看，还有款9级的，国人制造。

友情提醒：高压危险，玩的时候小心点！

特斯拉线圈的制作教程

整理发布这篇特斯拉线圈的制作教程，让我们来膜拜一下这位”神的代言人”。

玩过红色警戒的朋友的对磁暴线圈一定映像深刻，今天就让我们一起来做个”磁暴线圈”吧。

先来看些效果图吧，看看这些特斯拉线圈爱好者们的杰作：

上面的图片充分的展示了特斯拉线圈的”人造闪电”的魅力，就是这神一般的魔力，吸引着许多人来追寻这种美丽的火花，感受人类最初对”天火”那分震撼。