Источник импульсного питания электромагнита

ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(53) 621.384.6 (088.8)(56) 1. Гусев А.И. и др. ТРУдыТретьего Всесоюзного совещания поускорителям заряженных частиц. М.,"Наука", 1973.2. Н.С. Арре 1 о апй Я, Ъап ЙегИеег. Тпе ЯРЯ ацхе 1 агу щаяпей роыегЯцрр 11 ез СЕЮ - 77-12, Яцрег Ргойоп.Яупспгойгоп Р 1 ч 1 з 1 оп 4, Лц 1 у, 1977(прототип).(54) (57) ИСТОЧНИК ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА, содержащий управляемый выпрямитель подключенныйк нагрузке через вторичную обмоткутрансформатора, первичная обмоткакоторого подключена к выходу усилителя низкой частоты, вход которогосоединен с выходом регулятора напряжения, первый вход которого соединенс выходом датчика напряжения, подключенного параллельно нагрузке,второй вход регулятора напряжения соединен с выходом регулятора тока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока нагрузки, второй вход соединен с выходом задатчика величины тока, а третий - с выходом блока коррекции, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности, вход которого соединен с выходом .блока управления выпрямителем, подключенньв к управляющему входу выпрямителя, причем первый вход блока управления выпрямителем подключен к выходу регулятора напряжения, а второй - к выходу регулятора тока, отличающийся тем,что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД, в него введены компаратор модуля и ключ установки начальных условий, выход которого подключен к третьему входу регулятора напряжения, вход - к выходу компаратора модуля, входкоторого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности.Изобретение относится к технике импульсного питания электрофизической аппаратуры большой мощности и может быть использовано, например, для питания электромагнитов протонных синхротронов и соленоидов.Известны источники питания, содержащие управляемый тиристорный выпрямитель, к выходу которого нагрузка подключена через вторичную обмотку трансформатора усилителя низкой частоты, на вход которого через регулятор напряжения замкнута цепь отрицательной обратной связи по напряжению на нагрузке.На вход блока управления тиристорного выпрямителя через регулятор тока замкнута цепь отрицательной обратной связи с выхода датчика тока нагрузки 1 3. Такие источники имеют низкий коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения в широком диапазоне изменения тока нагрузки, но обладают перерегулированием при выходе на площадку тока, что является их недостатком.Наиболее близким является источник импульсного питания электромагнита, содержащий управляемый выпрямитель, подключенный к нагрузке через вторичную обмотку трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу усилителя низкой частоты, вход которого соединен с выходом регулятора напряжения, первый вход которого соединен с выходом датчика напряжения, подключенного параллельно нагрузке, второй вход регулятора соединен с выходом регулятора тока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока нагрузки, второй вход соединен с выходом эадатчика величины тока, а третий - с выходом блока коррекции, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности, вход которого соединен с выходом блока управления выпрямителем, подключенным к управляющему входу выпрямителя, причем первый вход блока управления выпрямителем подключен к выходу регулятора напряжения, а второй - к выходу регулятора тока 123.Недостаток этого устройства заключается в том, что в переходных режимах усилитель низкой частоты насыщаетоя сигналом постоянного тока, что требует повышения его установочной мощности, а значит, усложнения конструкции устройства и снижения его КПД.Целью изЬбретения является упрощение конструкции и повиаение КПД устройства.Поставленная цель достигается тея, что в источник импульс 60 .через компаратор модуля 13 связанс входом управления ключа установки начальных условий 14, подключенного к регулятору напряжения 5.Работа устройства происходитследующим образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ного питания электромагнита, содержащий управляемый выпрямитель, подключенный к нагрузке через вторичную обмотку трансформатора,первичная обмотка которого подключена к выходу усилителя низкой частоты, вход которого соединен с выходом регулятора напряжения, первый вход которого соединен с выходом датчика напряжения, подключенного параллельно нагрузке, второй вход регулятора напряжения соединен с выходом регулятора тока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока нагрузки, второй вход соединен с выходом задатчика величины тока,а третий - с выходом блока коррекции, вход .которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности, вход которого соединен с выходом блока управления выпрямителем, подключенным к управляющему входу выпрямителя, причем первый вход блока управления выпрямителем подключен к выходу регулятора напряжения, а второй - к выходу регулятора тока, введены компаратор модуля и ключ установки начальных условий, выход которого подключен к третьему входу регулятора напряжения, вход - к выходу компаратора модуля, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.На схеме выпрямитель 1 на стороне постоянного тока подключен к цепи, состоящей из включенных последовательно обмотки электромагнита 2 и вторичной обмотки трансформатора 3 усилителя низкой частоты 4, на вход которого через регулятор напряжения 5 замкнута цепь отрицательной обратной связи с выхода датчика б напряжения на нагрузке. На второй вход регулятора напряжения 5 через регулятор тока 7 замкнута цепь отрицательной обратной связи с выхода датчика 8 тока нагрузки. На другие выходы регулятора тока 7 подключены выходы задатчика тока 9 и цепь отрицательной обратной связи через блок 10 с зоной нечувствительности и блок коррекции 11 с выхода блока управления выпрямителем 12, который своими входами подключен к выходам регулятора тока 7 и регулятора напряжения 5, а выходом - к входу управления выпрямителя 1. Выход бло.ка с зоной нечувствительности 109956 90 Составитель СШИтовТехред В.ДалекорейКорректор О. Билак Редактор Н. Коляда Заказ 1032/1 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного коютета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП фПатент", г. ужгород, ул. Проектная,4 Напряжение с выхода задатчика тока 9, соответствующее уровню площадки импульса тока, подается на вход регулятора тока 7.Через регулятор напряжения 5 и блок управления 12 напряжение с выхода регулятора тока 7 усиливается и поступает на вход управления выпрямителем 1.При этом выпрямитель 1 подает напряжение на нагрузку (электромагнит) 2. Так как ток не может измениться в индуктивной нагрузке скачком, то напряжение с выхода . датчика 8 в процессе нарастанияока меньше напряжения задатчикаи напряжение на входе блока управления 12 возрастает до значения, определяемого зоной нечувствительности блока 10. По .достижении этого значенкя занимается цепь отрицательной обратной связи с выхода блока управления 12 на соответствующий вход регулятора тока 7, предотвращая его насыщение. Одновременно с этим срабатывает компаратор модуля 13, сигналом с выхода которого ключ 14 устанавливаетнулевые условия на регуляторе напряжения 5 и разрывает цепь передачи сигнала на вход усилителя низкой частоты 4. Цепь связи по токуостается замкнутой эа счет прямойпередачи напряжения с выхода регулятора тока 7 на вход блока 12.Блок коррекции обеспечивает устойчивость контура нелинейной обратной связи. При подходе тока нагрузки к эаданному значение напряжения на выходеблока управления 12 становитсяменьше эоны нечувствительности блока10, компаратор модуля 13 возвращается в исходное состояние и через5 ключ 14 замыкает контур отрицательной обратной связи с выхода датчи-ка напряжения б на вход усилителянизкой частоты 4 и цепь с выходарегулятора тока 7 на вход блока 12Я через регулятор 5.Коэффициент передачк блока 12и эона нечувствительности блока 10устанавливаются таким образом, чтобы,нелинейная обратная связь на вход15 регулятора 7 начала функционироватьраньше, чем насытится регулятор 5или 7. Частота среза линейной части,этого контура устанавливается высокой (порядка 10-15 кГц) соответствующей реализацией блока коррекции 11.Поставленная цель достигаетсяза счет того, что до установки нулевых условий в регуляторе 5 его выходное напряжение не успевает достичь макскмального значения, а.присрабатывании компаратора 13 оно зануляется, Таким образом, амплитуда и интеграл напряжения, поступающего на вход усилителя низкойчастоты 4 на фронте и спаде импульса тока, оказываются сниженными.Соответственно уменьшается мощность,рассеиваемая в усилителе 4, чтопозволяет уменьшить его установленную мощность,