УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ТОКА Советский патент 1972 года по МПК H05H7/04 

Msoi6ipeTeniHe от.носится к ошстемам иитаиия электромагнитов в экспериментальной физике. Магнитное поле электромагнитов синхротронов, а также электромагнитов вывода, транспортировки и обработки пучка заряженных частиц имеет, как правило, вид одиночных периодических или серии непрерывных импульсов, длительность и форма которых разнообразна и в значительной степени отличается от синусоидальной.

Известны устройства с емкостными накопителями, резонансный разряд которых, с перезарядом или без него, через индуктивную нагрузку формирует импульсы тока в ней. При этом заданное «искажение синусоидальной формы импульсов тока нагрузки производят за счет вводимых дополнительНо проводимостей либо источников энергии, что снижает экономичность как устройства, так и процесса формирования.

Цель изобретения - повышение экономичности как самого устройства, так и процесса формирования импульса тока.

Цель достигается соединением конденсаторов в батарею дополнительными связями через управляемые ключи таким образом, что перекоммутация этих связей во время прохождения импульса тока через нагрузку изменяет частоту собственного резонанса контура, образованного батареей совместно с нагрузкой,

не изменяя общего числа подключенных к ней конденсаторов.

На фиг. 1 показана упрощенная блок-с.хема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - упрощенная принципиальная схема устройства; на фиг. 3 даны временная диаграмма работы ключей и вид формируемого в нагрузке импульса тока; на фиг. 4 показана картина происходящих в нагрузке и конденсаторной батарее процессов в случае формирования однополярных импульсов.

Устройство содержит конденсаторную батарею / с устройством коммутации конденсаторов, диодный мост 2, нагрузку 3.

Шесть конденсаторов (для шестиконденсаторной, например, батареи) Ci-Се, подключены к нагрузке, в точках Л, В параллельно, каждый через соответствующую пару биполярных управляемых ключей Лщ - Ksa - Ket , и соединены между собой связями через аналогичные ключи /(2,1-Кб,5 в последовательную цепь.

Процесс формирования импульса тока в нагрузке происходит следующим образом.

По сигналу управления предварительно заряженные конденсаторы образуют через открытые сигналами извне ключи - , батарею емкостью S/.i С,- ; при этом ключи 7(2,,5 ток не проводят, и конденсаторы начинают разрялсаться на нагрузку

по синусоидальной кривой Г, определяемой величиной напряжения заряда конденсаторов и собственной резонансной частотой woi контура, образуемого с нагрузкой. Если принять емкость конденсаторов одинаковой и равной Со, то, Сэ1 6Со, откуда величина собственной резонансной частоты определяется выражением

woi 7i-i(6LCo) -- ,

где Г - период синусоиды, L - индуктивность нагрузки (участок I кривой тока I L). По сигналу и ст связи между конденсаторами перекоммутируются в соответствии с диаграммой таким образом, что Сз2 2Со/3 и ток //начинает изменяться по синусоидальной кривой II, характеризуемой частотой

oJo2 72-(2LCo/3) - .

Далее, производя по сигналам f/dii -f/civneрекоммутацию связей в конденсаторной батарее, переводят кривую импульса тока па резонансную кривую снова частоты шоь затем воз (1-Со/6)/. По сигналу t/cv заканчивают формирование импульса и отключают конденсаторы от нагрузки.

Так как к этому моменту конденсаторы оказываются перезаряженными напряжением другой полярности, то в случае формирования однополярных импульсов, связь конденсаторной батареи с нагрузкой осуществляют через общий диодный мост.

Процесс формирования периодических колебаний несинусоидальной формы, являющихся серией импульсов с вырожденной паузой, происходит аналогичным образом.

Подпитка конденсаторов для сохранения амплитуды от импульса к импульсу производится любым из известных способов. Для лучшего использования конденсаторов целесообразно батарею составить из одинаковых конденсаторов и заряжать последние до одинаковой величины напряжения, а перекоммутацию связей между конденсаторами осуществлять

таким образом, чтобы в каждой из параллельно соединяемых групп конденсаторов количество последовательно соединенных конденсаторов было одинаковым внутри каждой из комбинаций. При этом токи, напряжения, а следовательно, и мощность распределяются между конденсаторами в каждой из комбинаций равномерно. Таким образом, суммарная величина установленной мощности всех конденсаторов батареи оказывается минимальной по сравнению с любыми другими вариантами.

Предмет изобретения

Устройство для формирования имнульсов тока в индуктивной нагрузке, содержащее емкостный элемент, включенный через биполярные управляемые ключи параллельно нагрузке и выполненный в виде группы параллельно соединенных одинаковых конденсаторов, схему

управления ключами, отличающееся тем, что, с целью повыщения экономичности устройства, в нем два конденсатора из указанной выше группы подключены к разноименным зажимам нагрузки, каждый одним из выводов непосредственно, а другим через соответствующий биполярный управляемый ключ, при этом остальные конденсаторы подключены к зажимам нагрузки параллельными связями, каждый через соответствующую пару биполярных управляемых ключей, а дополнительными биполярпыми ключами все конденсаторы соединены между собой в последовательную цепь.

С программного устройстёа Vua 2

17 V