ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА Советский патент 1972 года по МПК H03K3/57 

Предлагаемый генератор импульсов тока может быть использован для возбуждения импульсных магнитных полей, например для возбуждений электромагнитов быстроциклирующих ускорителей типа синхротронов и т. д.

В известных схемах возбуждения электромагнитов однополярными импульсами тока с однополярным режимом работы конденсаторов По напряжению затруднено формирование импульса поля с плоской вершиной, так как Ofключeниe накопительной конденсаторной баГарёи производится только при ее полном разряде, 4fo, в свою очередь, приводит к усложнению цепей искусственной коммутации Тока Из управляемых приборов в неуправляемые.

В предлагаемом генераторе импульсов тока, с целью увеличения максимальной предельной частоты повторения циклов ускорения и уменьшения потерь в магнитопроводе дросселя и корректирующем конденсаторе, а также упрощения цйпей искусственной коммутации тока, параллельно корректирующей емкости включен дополнительный диод катодом к точке соединения корректирующей емкости и индуктивности нагрузки, а параллельно корректирующему дросселю включены последовательно соединенные конденсатор и дополнительный тиристор, подключенный катодом к точке соединения катода основного тиристора

и корректирующего дросселя. Кроме того, в схему генератора введен импульсный трансформатор с подмагничиванием, первичная обмотка которого соединена через второй дополнительный тиристор с конденсатором, шунтирующим корректирующий дроссель, вторичная обмотка соединена через второй дополнительный диод с основным тиристором, включенным последовательно с корректирующем

дросселем, обмотка подмагничивания соединена с индуктивной нагрузкой, а общая точка вторичной и вспомогательной обмоток подсоединена к аноду второго основного тиристора.

Это позволяет спадающую часть импульса тока в индуктивной нагрузке генератора сделать по длительности в 1,5 раза короче , чем возрастающую часть импульса, использовать корректирующую индуктивность только при

формировании возрастающей части импульса тока, получить однополярный режим работы корректирующего конденсатора и использовать этот конденсатор только при формировании передней части импульсов тока. Послез,нее приводит к уменьшению потерь в конденсаторе в 6-10 раз, так как при однополярном режиме работы значительно уменьшаются потери на частичные разряды в бумажно-масляном диэлектрике.

схема коммутации тока в управляемых приборах значительно упрощена.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого генератора.

На схеме приняты следующие обозначения: накопительный конденсатор 1; индуктивная нагрузка 2; корректирующий конденсатор 3; корректирующий дроссель 4; управляемые приборы 5, 6, 7, 8, например тиристоры; неуправляемые приборы 9, 10, например диоды; конденсатор //; коммутирующий импульсный трансформатор 12; обмотки 13, 14, 15 трансформатора.

На фиг. 2 показаны кривые: напряжение на накопительном конденсаторе - кривая 16; ток в индуктивной нагрузке - 17; напряжение на индуктивной нагрузке -18; ток корректирующего дросселя - 19; напряжение на конденсаторе 11-20.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии накопительный конденсатор / заряжен до требуемой величины напряжения; энергия в остальных реактивных элементах схемы отсутствует.

С приходом управляющих импульсов на тиристоры 5, 6 конденсатор / разряжается на индуктивную нагрузку по следующей цепи: тиристор 5, корректирующий дроссель 4, индуктивная нагрузка 2, обмотка 15 подмагничивания трансформатора 12, тиристор 6. При этом в индуктивной нагрузке формируется передняя часть импульса тока, которая, при определенных параметрах реактивных элементов схемы, имеет форму синусоиды с наложенной на нее третьей гармоникой с амплитудой минус одна треть амплитуды синусоиды.

В момент времени ti открывается тиристор 7, а тиристор 5 обесточивается током корректирующего конденсатора 5 по цепи: конденсатор 11, тиристор 7, тиристор 5, накопительный -конденсатор /, и ток корректирующего дросселя 4 перехватывается в цепь: конденсатор 11, тиристор. 7. Энергия корректирующего дросселя 4 переходит в энергию конденсатора 11, и тиристор 7 обесточивается.

Начиная с момента времени ь ток корректирующего конденсатора 3 увеличивается на величину тока, при котором произощло включение тиристора 5. В случае, если не предъявляются требования к -стабильности плоской части на вершине импульса тока индуктивной нагрузки, то к моменту времени /г конденсатор 3 полностью разряжается и закорачивается диодом 9, а индуктивная нагрузка оказывается закороченной по цепи: тиристор 6, диод 9.

Если же требуется получить плавное изме.нение тока в момент формирования плоской

части или высокостабильное «плато на вершине импульса тока, то соответствующее этому изменению тока напряжение на конденсаторе 3 в течение времени формирования

«плато поддерживается за счет ввода энергии в него от специального источника.

Для перевода энергии из индуктивной нагрузки в накопительный конденсатор необходимо коммутировать ток из тиристора 6 в

тиристор 8. Для этого может быть использована энергия конденсатора 11. В момент времени 3 открывается тиристор 8, и э.д.с., наводимая на вторичной обмотке 14, открывает диод 10 и закрывает тиристор 6; конденсатор

11 разряжается током индуктивной нагрузки, умноженным на коэффициент трансформации коммутирующего трансформатора.

Для уменьшения габаритов сердечника коммутирующего трансформатора применено.

подмагничивание током индуктивной нагрузки, протекающим по обмотке 15.

Предмет изобретения

Генератор импульсов тока для питания индуктивных нагрузок, например для электромагнитов ускорителей, содержащий накопительную емкость, корректирующий дроссель и конденсатор, индуктивную нагрузку, подсоедииенную к накопительной емкости через два основных тиристора, отличающийся тем, что, с целью увеличения максимальной предельной частоты повторения .циклов ускорения и уменьшения потерь в магнитопроводе дросселя и корректирующем конденсаторе, параллельно корректирующей емкости включен дополнительный диод катодом к точке соединения корректирующей емкости и индуктивности нагрузки, а параллельно корректирующему дросселю включены последовательно соединенные конденсатор и дополнительный тиристор, подключенный катодом к точке соединения катода основного тиристора и корректирующего дросселя.

2. Генератор импульсов тока по п. 1, отли-. чающийся тем, что, с целью упрощения цепей коммутации тока, в него введен импульсный трансформатор с подмагничиванием, первичная обмотка которого соединена через второй.

дополнительный тиристор с конденсатором, шунтирующим корректирующий дроссель, вторичная обмотка соединена через второй дополнительный диод с основным тиристором, включенным последовательно с корректирующим дросселем, обмотка подмагиичивания соединена с индуктивной нагрузкой, а общая точка вторичной и вспомогательных обмоток подсоединена к аноду второго основного тиристора.

/7

t