Устройство для создания стабильного электромагнитного поля

(23) Приоритет па делам нэабретеннй и открытийОпубликовано 25,06.80, Бюллетень 23 Дата опубликования описания 27 .06.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ СТАБИЛЬНОГО ЭЛЕКТРСКАГНИТНОГО ПОЛЯИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системе питания электрофизических установок,Известно устройство для создания стабильного электромагнитного поля, содержащее первый и второй каналы регулирования. Недостатком этого устройства является то, что оно непригодно для стабилизации питания электрофизической аппаратуры, так как их задача - точная передаО ча угла, а не стабилизация магнитного поля или напряженности поля электромагнита ЕЦИзвестно также и другое устройство для создания стабильного элекгромагнитного поля, являющееся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению, содержащее канал грубой стабилизации, состоящии из датчика величины магнитного поля, к выходу которого подключен олин из входов усилителя ошибки, на другой вход которого подключен выход инвертирутощего усилителя, входом соединенный с выходным 2выводом, выход усилителя ошибки соединен со входом блока регулированиявьтход которого подключен к основной обмотке электромагнита 121.Недостатком этого устройства является невозможность осуществления перио-.дической коррекции напряжения смещения операционного усилителя, на котором построен регулятор тока в контуре стабилизации тока, это является следствием непрерывного характера работы инерционного регулятора, кроме того, необхолимость включения резисторов на входе регулятора тока вызывает дополнительный дрейф напряжения смещения операционного усилителя, на котором посгроен регулятор тока недостаток устройства состоит в трудности коррекции частотной характеристики устройства в области высоких частот в ,широком диапазоне параметров нагрузки исглаживающего С-фильтра вследствие влияния резонансных свойств сглаживающего Сфильтра и колебательного контура, образованного параллельным соединением3 7429 конденсаторов сглаживающего 1, С-фильтра и индуктиве 1 ости нагрузкиЕеелью изобретее 1 иЯ Явгеяется пОВьпцение коэффициента стабилизации.Это достигается тем, что в устройство для создаепЕЯ стабильного электромагнитного поля, содержащее канал грубой стабилизации, состоящий из датчика величиныФмагнитного поля, к выходу которого подключен один из входов усилителя ошибки, 1 О на другой вход которого порключее 1 выход инвертируюЕцего усилителя, входом соединэе 1 ный с выходным выводоел, выход усилителя ошибки соединен со входом блока рЕгулирования, выход которого подключен 15 к основной обмотке электромагнита, введен канал точной стабилизации, состоящий из усигт 1 с 5 лл мощности первого компаратора, электронного ключа, чувствительного элемента и лопогщительной ОбмОтки элексГромагиита, причем олин вход чувствительного эгсемепта ПОЕЕкл 10 чее 1 к Выходу длтче 1 " ка 11 еле 1111111 ъ 1 магпитного поля канала гру-.В 011 СтабИЛИЗации ЛруГОЙ ВХОД ф" К ВЫХОД:"12 Г ному гывалу, а выход через электрош 1 ый еслюч " НО Вх 01 гг усе 1 г 1 цтсэгея мощности, Олие 1 Вход первого комцаратора соединен с Выхс 5 рлъЕМ въгводоее, а другой - с выходом усил 1 теле 1 ошибки канала грубой стабилиза 111111, выход первого компаратора соеди 1 Е 811 с управляющим Входом электронного кгпоЕа, кроме того, чувствительнъ 1 й элемент кацапа точной стабилизации может бь,.ь выполнен в виде Второго компаратоОа,35На фиг, 1 и 2 изображена в упрощенном Виде функциональная схс.ма предпагаемого устройства лва Варианта).Устройство состоит из канала грубой СЕабилизациц и канала точной стабилиза Оции.К Выходу истОче 1 ика напряжение 1 1 че рез ие 1 вертируеощий 1 усилитель 2 подклеочее 1 орин вход усилителя оп 1 ибки 3 канала Груаой с.габилизации питае 1 ия основной обмот 45 ки электромагнита 4, второй вход которого подклЕОчен к Выходу датчика з Веггичиф щ ны магцитеЕс)го пог 111, а Выхол усилит 8 гея 3 через блок 6 регуле 1 роваеЕиявкгеюча 1 ощи 11 пепи коррекции и контуры стабилизации 50 тока и напряжения, подключен к основе 10 й обмотке 7 электромагнита 4.1 Входы чувствителы 1 ого элемента 8 канала точной стабилизации магнитного поля полключены к выхог 1 у источника напряжения;магнитного поля, а выход чувствительного элемента 8 через электронный ключ 9 подкглочец ко входу транзисторного усили 07теля 10 мощности, выход которого подключен к дополнительной обмотке 11 злектромаге 1 ита 4 ВхОд управлеепЕЯ эл 8 ктроепеымкгпочом 9 полкгпочен к выходукомпаратора 12, первъгй вход которого подкгпочен к выходу усилителя 3 канала грубой стабилизации питания основной обмотки электромагнита 4, а второй вхол подключен к выходу источника 2 напряжения, Узлы 3, 5, 6 и 7 составляют канал грубой стабилизации, а узлы 8, 9, 1 О, 1 1 и 12 - канал точесой стабилизации.Чувствительный элемент канала точной стабилизации питания въгполпеп в виде компаратора.При величине сигнала па выходе усе;- лителя 3 капала грубой стабилизации маг нитнОГО поля ОснОВБОЙ Обмотки электромагнита 4, превосходящей значение уставки относительной Ве)пг пгееы Ошибки регул 11 ро - ванпя, при которой долекен включаться капал точной стабилизации питазпея, компаратор 1 2 держит клкч 9 В запертом состоянип и дополнительная обмотка 11 элект ромагш.та обесточена.При уменьепеции Ошибки В каналс Грубой стабилизации питацеея ло знаЕения, меньшего усЕарЕси, компаратор 12 Включает клгоч 9 и канал точной стабеп 1 изаце 1 и питае 1 ия дополнительной обмотки эг 181 стромагнита умецыпает ошибку по полю ло номинального значения.В устройстве на фиг. 2 числс витков обеих обмоток злегстромаге 1 ита ощсцаково, а датчиком обратеЕОй связи является датчик 13 тока, и устройство пропзвопит не стаби: лизацию величины магпитного поля электромагнита, а Величинъ 1 суммарного тока обмоток электромагнита.Технико-экономическая эффективность устройства ссх:тоит В том, что оно позволяет получить Высокое качество стабилизации питан 1 ьч при применении операционных усилителей, це обпадающих Въссокой стабильностью параметров по температуре и времени и бгеаголаря этому произвести унификацию и ста 11 дартизьчЕИЕО гочных систем стабилизации г 1 итания электр 41 НЭЕечес 1 сойс аппаратуры на основс; выпускаемых ггромъгш. пенностью операционных усилителей в интегральном исполнении,Формула изобретения1, Устройство для ссздае 1 ия стаби 1 еьного электромагнитного псля, содержа 1 цееканал грубой стабилизации, состоя 1 пий из5 74290 датчика величины магнитного поля, к выходу которого подключен один из входов усилителя ошибки, на другой вход которого подключен выход инвертирующего усилит. ля входом соединенный с выходным вы= водом, выход усилителя ошибки соединен со входом блока регулирования, выход которого подключен к основной обмотке электромагнита, о т л и ч а и щ е е - с я тем, что, с целью повыщения коэф- Ы фициента стабилизации, в него введен канал точной стабилизации, состоящий из усилителя мощности первого компаратора, электронного ключа, чувствительного элемента и дополнительной обмотки электромагнита, причем один вход чувствительного элемента подключен к выхрду датчика величины магнитного поля канала грубой стабилизации, другой вход - к выходному выводу, а выход через электронный ключ -20 7 6ко входу усилителя мощности, один входпервого компаратора соединен с выходи.ым выводом, а другой - с выходом усилителя ошибки канала грубой стабилизации,выход первого компаратора соединен суправляющим входом электронного ключа,2, Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что чувствительный элемент канала точной стабилизации выполненв виде второго компаратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Ъ 3193827,кл. 31 8-1 8, 1 97 О,2. Гусев А. М. и др, Повышение качества регулирования магнитного поля протонных сннхротронов для медленного вьввода частиц. Труды третьего всесоюзногосовещания по ускорителям заряженных чаотиц, М,у Наука, 1973 (прототип).Составитель С. ЧернышеваРедактор В.Фельдман Техред Н, Ковалева Корректор М. КостаЗаказ 3465/42 Тираж 956 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород ул. Проектная, 4