Устройство для создания стабильногоэлЕКТРОМАгНиТНОгО пОля Советский патент 1981 года по МПК G05F1/44 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электрофизических установок.

Известно устройство, содержащее чувст вительный элемент Контура напряжения, выход которого соединен с входами фильтра низких частот и фильтра высоких частот 1. Выход фильтра низких частот соединен с входом усилителя мощности, содержащего вентильный преобразователь и фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения. Выход фильтра высоких частот соединен с входом транзисторно-трансформаторного усилителя мощности, выходная обмотка которого включена последовательно с фильтром, сглаживающим пульсации выпрямленного напряжения.

Недостатком устройства для стабилизации электромагнитного поля является малый коэффициент подавления пульсаций выпрямленного напряжения вентильного преобразователя (порядка 10) с помощью высокочастотного канала регулирования.

Известно устройство, являющееся наиболее близким техническим рещением к изобретению, содержащее электромагнит, по крайней мере, с одной обмоткой, источник напряжения управления, инвертор, компаратор, усилитель ощибки, первый электронный ключ, регулятор тока и низкочастотный усилитель мощности, причем входы компаратора подключены соответственно к выходам источника напряжения управления и усилителя ошибки регулирования, к одному из входов которого также подключен датчик измеряемого параметра, а выход усилителя ощибки соединен с входом регулятора тока, выход компаратора соединен с входом инвертора и с управляющим входом первого ключа.

Целью изобретения является повыщение точности стабилизации электромагнитного поля.

Достигается это тем, что в известное устройство для создания стабильного электромагнитного поля введены второй электронный ключ, звено коррекций и высокочастотный усилитель мощности, причем выход последнего соединен с соответствующей обмоткой электромагнита, а вход через первый электронный ключ подключен к выходу звена коррекцни, входом соединенного с соответствующей обмоткой электромагнита, а через второй электронный ключ соединен с общей тиной, управляющий вывод второго электронного ключа соединен с выходом инвертора, при этом источник напряжения управления подключей к одному из входов усилителя ощибки.

j иылод регулятора тока через иизкочас1ОТ11ый усилитель соединен с соотиетсти}ющей обмоткой электромагнита. При этом электромагнит может быть выполнеи с тремя обмотками, причем выход высокочастотного усилителя соединен с одним выводом иервой обмотки иеносредственно, другой вывод которой нодключен к общей шине, вход звена коррекции непосредственно соединен с одним выводом второй обмотки, другой вывод которой такл.е нодключеи к обгцей шине, а выход низкочастотного усилителя мошности непосредственно соединен с одним выводом третьей обмотки, другой вывод которой соединен с датчиком измеряемого параметра. Также электромагнит может быть выполнен с одной обмоткой, один вывод которой соединен с входом звена коррекции неносредственно, с выходом высокочастотного усилителя через первичную обмотку введенного трансформатора, а с выходом низкочастотного усилителя - через вторичную обмотку этого трансформатора, при этом другой вывод соединен с датчиком изм:еряемого параметра.

На фнг. 1 и 2 изображены варианты функциональной схемы устройства.

Выход источника 1 нанряжения управления соединен с первым входом усилителя ошибки регулирования 2, выход которого через регулятор тока 3 и низкочастотный усилитель мощности 4, содержащий управляемый выпрямитель и сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения фильтра низких частот, подключен к обмотке электромагнита 5. Первый вход компаратора 6 подключен к выходу усилителя ошибки регулирования 2, а второй вход компаратора - к выходу источника 1 нанряжения управления. Вход звена коррекции 7 подключен к обмотке электромагнита, а выход через первый электронный ключ 8 подключен к входу транзисторнотрансформаторного усилителя мощности 9. Управляющий вход первого электронного ключа 8 подключен к выходу компаратора 6. Через второй электронный ключ 10 вход транзисторно-трансформаторного усилителя мощности 9 подключен к общей точке схемы. Управляющий вход второго электронного ключа 10 через инвертор 11 подключен к выходу компаратора 6.

Работа устройства происходит так, что при снижении ощибки регулирования до значения, определяемого величиной коэффициента усиления усилителя ошибки регулирования 2, включается электронный ключ 8 и запирается ключ 10. При этом транзисторно-трансформаторный усилитель мощности компенсирует (отрабатывает) сигнал, поступающий на его вход с обмотки электромагнита 5. При увеличении ощибки регулирования до значения больше порогового ключ 8 размыкается, а ключ

10 яамыкается. При згом сигнал на выходе транзпс10р110-тря(1сфорл1;1торио|-о усилителя мощности 9 равен нулю.

Благодаря тому, что в устройстве входной сигнал канала подавления нульсаций выпрямленного напряжения определяется непосредственно пульсациями нанряжения на обмотке электромагнита и, следовательно, канал подавлепия пульсаций унравляется но возмущению, появляется возможность снизить требования к величине коэффициента усиления усилителей ощпбкн регулирования и канала подавления нульсаций в зоне частот, кратных основной

частоте нульсацпй выпрямленного напряжения вентильного преобразователя, и за счет сннження требованнй к частотным характеристикам этих уснлнтелей при тех же усилителях новысить точност) стабилнзадин регулнруемой ве.шчины в число раз, определяемое величиной коэфф И1,иента стабнлизацнн (обычно 100 -НУ раз и более).

Благодаря тому, что нрнменение устройства позволяет улучшить эффективность подавления нульсаций вьшрямленного напряжения с помощью активных фильтров, а следовательно, новысить точность стабилизации магнитного поля, снижение флуктуации магнитного поля, вызванных пульсациями тока намагничивания электромагнита, позволяет улучшить фокусировку пучка в ускорителе и его плотность.

Формула изобретения

1. Устройство для создания стабильного электромагнитного поля, содержащее электромагнит, по крайней мере, с одной обмоткой, источник нанряжения управления, инвертор, компаратор, усилитель ошибки, первый электронный ключ, регулятор тока и низкочастотный усилитель мощности, причем входы компаратора подключены соответственно к выходам источника напряжения управления н усилителя ошибки регулирования, к одному из входов которого также подключен датчик измеряемого параметра, а выход усилителя ошибки соединен со входом регулятора тока, выход

компаратора соединен со входом инвертора и с управляюшпм входом нервого ключа, отлпчаюшееся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, в него введены второй электронный ключ, звено

коррекции и высокочастотный усилитель мощности, причем выход последнего соединен с соответствующей обмоткой электромагнита, а вход через нервый электронный ключ подключен к выходу звена коррекции, входом соединенного с соответствующей обмоткой электромагнита, а через второй электронный ключ соединен с общей шиной, управляющий вывод второго электронного ключа соединен с выходом

инвертора, при этом источник напряжения