Устройство для подавления пульсацийпостоянного toka

Союз Советских Соцмелистических Реслубл ЛЬСТВХ РСКОМ К) Дополнительное к вид-в 51) М. Кл.з Н 02 М 21) 2795271/24-0 2) Заявлено-сударстееллме кемит 23) Приоритет СССР ло делам лзебретен(53) УДК 621.3 . (088.8) Опубликовано 30.07.8 летень28 ткрмтии ата опубликова я описания. В. Калиничен бретен Объединенный иИзобретение относится к электротех ке в частности к источникам питания пост янного напряжения (тока).В настоящее время для экспериментальной ядерной физики, ускорительной техни-, ки и ряда других областей науки и техники необходимы источники постоянного напряжения (тока) на максимальные токи в нагрузке единицы-десятки килоампер, регулируемые в широком диапазоне. При этом одним из главных требований к источникам является низкий уровень пульсаций напряжения (тока) на нагрузке (10 и меньше),Известно устройство для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения выпрямителя, которое содержит электромагнитный умножитель частоты с выходной обмоткой и обмоткой возбуждения, а также фильтр, вход которого подключен к выходным клеммам выпрямителя, а выход фильтра соединен с цепью, состоящей из выходной обмотки умножителя частоты и цепи нагрузки, причем обмотка возбуждения подсоединена к входным клеммам выпрямителя 1.Однакоки (сотни ампеза при больших токах нагруз р - десятки килоампер) изЮсх ийзедовакййст ДАВЛЕНИЯ ПУЛЬСАЦИГО ТОКА насыщения магнитопровода умножителя частоты эффективность действия устройства снижается; не обеспечивается подавление составляющих спектра пульсаций, частота которых не кратна периодичности выпрямителя; эффективность действия устройства снижается также при глубоком регулировании выпрямленного напряжения в выпрямителях с фазовым регулированием,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, которое содержит компенсирующий трансЧюрматор с первичной и вторичной обмотками, усилитель мощности, предварительный усилитель и цепь коррекции. Первичная обмотка трансформатора подключена к выходу усилителя мощности, а его вторичная обмотка включена последовательно с нагрузкой. В диапазоне больших токов нагрузки (единицы - десятки килоампер) сердечник выходного трансформатора этого устройства работает в режиме очень сильного подмагничивания постоянным током, что обуславливает значительное увеличение габаритов и массы сердечника. Кроме того, такой трансформатор является источником относительного больших рассеянных магнитных полей. В ряде случаев вблизи,физических установок недопустимо размещение устройств, содержащих большие количества ферромагнитных материалов, а также устройств, являющихся источниками сильных рассеянных магнитных полей. Так как трансформатор непосредственно связан с сильно- точными токоведущими шинами, подводящими ток к нагрузке, значительное удаление его от нагрузки вызывает удлинение токоведущих шин. Увеличение протяженности токоведущих шин вызывает, в свою очередь, увеличение расхода меди, увеличение объема занятого рассеянными магнитными полями, увеличение потерь мощности. Таким образом наличие большого количества ферромагнитных материалов и существование сильных рассеянных магнитных полей вблизи нагрузки являются недостатками, ограничивающими его использование в экспериментальной ядерной физике 2.Цель изобретения - уменьшение количества ферромагнитных материалов, а также уменьшение рассеянных магнитных полей вблизи питаемой, установки.Указанная цель достигается тем, что трансформатор известного устройства снабжен дополнительной обмоткой, которая через первый датчик тока и развязывающий 1 С-фильтр подключена к выходу регулятора постоянного тока. Управляющий вход этого регулятора соединен с выходом измеритель- но-усилительного устройства. Сигнальный выход первого датчика тока подсоединен к инвертирующему входу измерительно-усилительного устройства, а неинвертирующий вход измерительно-усилительного устройства подключен к сигнальному выходу второго датчика тока, включенного последовательно с нагрузкой в цепь вторичной обмотки компенсирующего трансформатора.На чертеже показана схема устройства.Устройство содержит компенсирующий трансформатор 1, усилитель 2 мощности, предварительный усилитель 3, цепь 4 коррекции, нагрузку 5, второй датчик 6 тока, вторичную обмотку 7 выходного трансформатора, первичную обмотку 8 выходного трансформатора, дополнительную обмотку 9 выходного трансформатора, развязывающий 1.С-фильтр 10, первый датчик 11 тока, регулятор 1-2 постоянного тока, измеритель- но-усилительное устройство 13, входные зажимы 14 и 15 для подключения источника постоянного тока, выходные зажимы 16 и 17 для подключения нагрузки.Устройство работает следующим образом Регулятор 12 постоянного тока, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода измерительно-усилительного устройства 13 регулирует величину тока 1 в цепи дополнительной обмотки 9. Так как на один из входов устройства 13 поступает сиг нал с первого датчика 11 тока, а на другойсо второго датчика 6 тока, то значение тока 1 в нагрузке 5 обусловливает величину тока 1 в цепи дополнительной обмотки 9. Соответствующий выбор параметров датчика 6, 5 11 и настройка измерительно-усилительногоустройства 13 обеспечивает для всего рабочего диапазона токов нагрузки выполнение условия где Ю- число витков вторичной обмотки 7;% - число витков дополнительнойЧобмотки 9;1 ,1 х - соответственно постоянные токи в нагрузке 5 и в дополнительной обмотке 9. 15 Практически это означает, что сердечник трансформатора 1 работает без постоян ного подмагничивания.Параметры регулятора 12 постоянноготока выбраны таким образом, что в цепи дополнительной обмотки 9 переменные токи пренебрежимо малы. Кроме того, развязывающий 1 С-фильтр 10 настроен на частоту наиболее интенсивной составляющей пульсаций и повышает выходное сопротивление регулятора на этой частоте. Эти меры необходимы для уменьшения мощности переменного тока, Отбираемой от усилителя 2 30 мощности. формула изобретения 55 Устройство для подавления пульсацийпостоянного тока, содержащее компенсиПеременная составляющая с выходныхзажимов 16 и 17 устройства через цепь 4коррекции и предварительный усилитель 3поступает на вход усилителя 2 мощности35онагрузкои которого служит первичная обмотка 8 выходного трансформатора 1. Переменное напряжение, индуцируемое на вторичной обмотке 7, повторяет форму и величинунапряжения пульсаций на входных зажи 4 п мах 14 и 15 и направлено ему навстречу,Переменная составляющая на выходныхзажимах 16 и 17 устройства равна разностиэтих напряжений. Большое усиление в усилительном тракте и соответствующее качество его частотйо-фазовой характеристики45 обеспечивает эффективное подавление переменной составляющей на нагрузке.Трансформатор - работает без постоянного подмагничивания, что позволяет умень шить его габариты и массу. Сердечник транс 50форматора в этом случае выполнен без намагнитного зазора, что позволяет уменьшитьдо пренебрежимо малого значения и полярассеяния,Корректор Л. ИваПодписноеСССРийд. 415роектная, 4 иск НИИПИ Гло дел 35, Моск ППП П комитета и открыт шская наб од, ул. П рующий трансформатор, вторичные обмотки которого включены между одним из зажимов для подключения источника постоянного тока и одним из зажимов для подключения нагрузки, а первичная соединена с выходом усилителя мощности, вход которого 5 подключен непосредственно к выходу предварительного усилителя, а входы предварительного усилителя через цепь обратной связи подключены к выходным зажимам, отличающееся тем, что, с целью уменьшения количества ферромагнитных материалов, а также уменьшения рассеяния магнитных полей вблизи нагрузки, компенсирующий трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, которая через первый датчик тока и,развязывающий 1.С-фильтр подключена к выходу регулятора постоянного тока, управляющий вход которого соединен с выходом измерительно-усилительного устройства, сигнальный выход первого датчика тока подсоединен к инвертирующему входу измеритель- но-усилительного устройства, неинвертирую 1 ций вход которого подключен к сигнальному выходу второго датчика тЬка, включенного последовательно в цепь вторичной обмотки компенсирующего трансформатора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР5 б 5360, кл. Н 02 М 1/14, 1974,2. Авербух С. И Бакланов Б. А. и др, Система стабилизации тока в электромагните ВЭПП - 3. Препринтб 370 ИЯФ СО АН СССР, Новосибирск, 1970.