Устройство для формирования импульсов тока Советский патент 1987 года по МПК H03K5/01 

1 1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова- Hfs для формирования импульсов тока в индуктивной нагрузке, например в обмотке электромагнита для вывода пучка из синхрофазотрона.

Цель изобретения - увеличение мощности формируемых импульсов и оперативного изменения наклона вершины импульсов.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства на фиг.2,3 и

4- временная диаграмма токов в индуктивных реакторах 3 и 10 и в нагрузке 4 для трех порогов срабатывания компаратора 11.

Устройство для формирования импульсов тока содержит первьй емкостный накопитель 1, в цепи разряда которого включены последовательно соединенные первьй тиристорный ключ 2, первый индуктивный реактор 3, нагрузка 4 и датчик 5 тока нагрузки, включающий блок 6, выход которого подключен к управляющему входу второго ти- ристорного ключа 7, катод которого соединен со вторым вьгоодом датчика

5тока нагрузки и общей шиной 8, второй емкостньй накопитель 9, второй индуктивный реактор 10 и компаратор 11 с регулируемым порогом, при этом первый вывод второго емкостного накопителя 9 подключен к аноду второго тиристорного ключа 7, второй вывод второго емкостного накопителя

9через второй индуктивньй реактор

10подключен к точке соединения первого индуктивного реактора 3 и нагрузки 4, выход датчика 5 тока подключен к входу компаратора 11 с регулируемым порогом, выход которого подключен к входу включаюш(его блока 6.

Устройство также содержит зарядное Устройство 12 и зарядные вентили 13 и 14.

На фиг.2,3 и 4 представлена временная диаграмма токов в индуктиззных реакторах 3 и 10 и в нагрузке 4 для трех порогов срабатывания компаратора 1 1 .

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии емкостньй накопитель 1 и второй емкостньй накопитель 9 заряжены до одинакового напряжения . В момент времени t с приходом внешнего запускающего импульса И открывается первьй тиристорный ключ 2 и начинается разряд

10

20

598942

емкостного накопителя 1 через индуктивньй реактор 3 и нагрузку 4. В MO-I мент времени t , когда ток в нагрузке 4 достигает порога срабатывания 5 компаратора 11 с регулируемым порогом, он сформирует импульс запуска и, которьй через включающий блок 6 откроет второй тиристорньй ключ 7. При этом начнется разряд второго емкостного накопителя 9 через второй индуктивньй реактор 10 и индуктивную нагрузку 4, причем ток i в этом разрядном контуре направлен навстречу основ ному току 1 и в нагрузке 4 происходит вычитание токов, т.е. ток ij в нагрузке 4 компенсирует нарастание тока i,. Таким образом, начиная с момента времени с , ток в нагрузке 4 остается постоянным, пока ток i не спадет до нуля. Стабильность плоской вершины импульса зависит от того, каК|-близко ток i повторяет по амплитуде и форме компенсируемую часть тока i .

Амплитуда и форма тока i определяются параметрами второго индуктивного реактора 10 (Lд) и второго емкостного накопителя 9 (С). Выразим их величину через параллели первого

30т т п

контура L.f,, L, Сп,

где L - индуктивность первого реактора 3j ,

С р - емкость накопителя 1;

L - индуктивность нагрузки 4, в зависимости от длительности f плоской части импульса тока Примем С/Т К, где Т - длительность импульса тока по основанию. Найдем максималь- ную амплитуду приняв 1. 1. Из фиг.1 видно, что значение тока , можно записать в виде

-sin

-«

, затем, подставив-

. . Т() g найдем- in

Найдем отношение токов

-,t

Ьт „ . . Т(1-Кт)

-г- K.1-sin -S

i-im

Запишем несколько соотношений для тока 1, 1, Т и-С , известных из электротехники:

55 1) (Ъ„+Ц)СпЛ 2) J

Uo fc;

3) 1,.,

-; ) ,.

-/LH

7m

Разделив соотношения 2 на 1, а 4 на 3, найдем искомое значение индуктивности реактора 10 (Ъд) и емкость накопителя 9

(С,)

с,к,

к -с

(1

fT

f(4 4 -4Тиристорные ключи 2 и 7 закрываются, когда ток в каждом контуре спадает до нуля, т.е. устройство закончит формирование импульса.

Наклон плоской части импульсов регулируется изменением порога срабатывания компаратора 11.

Техническое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами состоит в том, что данное устройство позволяет формировать мощные (в несколько десятков килоампер) импульсы тока с гшос- кой стабильной вершиной, а также из- менять наклон плоской вершины импульсов тока.

Формула изобретения

о

1. Устройство для формирования импульсов тока, содержашее первый емкостный накопитель, в цепи разряда которого включены последовательно соединенные первый тиристорный ключ, первый индуктивный реактор, нагрузка и датчик тока нагрузки, включаю- щий блок, выход которого подключен к управляющему входу второго тиристорного ключа, катод которого соединен с вторым выводом датчика тока нагрузки и общей шиной, отличающееся тем, что, с целью увеличения мощности формируемых импульсов

тока и оперативного изменения наклона плрской вершины импульса, в него дополнительно введены второй емкост- ньш накопитель, второй индуктивный реактор и компаратор с регулируемым порогом, при этом первый вывод второго емкостного накопителя подключен к аноду второго тиристорного ключа,

второй вывод второго емкостного накопителя через второй индуктивный реактор подключен к точке соединения первого индуктивного реактора и нагрузки, выход датчика тока подключен

к вхбДу компаратора с регулируемым порогом, выход которого подключен к входу включающего блока.

2. Устройство по П.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности плоской вершины импульса должны вьтолняться следующие соотношения:

н

(V4)-L

Cg С,.К,.-К,

где L.J - индуктивность второго реактора;

L(j - индуктивность первого реактора;

L - индуктивность нагрузки;

С, - емкость второго накопителя;

Сд - емкость первого накопителя;

к Y

о - длительность плоской вершины

импульса J

Т - длительность основания импульса J

K. 1-sin 1 .

N

фцг.2

Li

Изобретение может быть использовано для формирования импульсов тока в индуктивной нагрузке, напри0 мер в обмотке электромагнита для вывода пучка из синфазотрона. Целью изобретения является увеличение мощности формируемых импульсов и возможность оперативного изменения наклона вершины импульсов. Устройство содержит емкостные накопители 1 и 9, ти- ристорные ключи 2 и 7, индуктивные реакторы 3 и 10, нагрузку 4,-датчик 5 тока нагрузки, включающий блок 6, общую шину 8, компаратор 11. Достигаемый положительный эффект состоит в том, что данное устройство обеспечивает формирование мощных импульсов порядка нескольких десятков килоам- пер с плоской стабильной вершиной, а также изменение наклона плоской вершины импульса тока. 4 ил. . с (Л СО СЛ ( ОО СО 4 сриг.1

Редактор А.Долинич

Составитель В.Ермаков Техред Л,Сердюкова

Заказ 6163/55Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Не Король