Источник импульсного питания электромагнита Советский патент 1984 года по МПК H05H7/04 

Изобретение относится к технике импульсного питания электрофиэической аппаратуры большой мощности и может быть использовано, например, для питания электрс 1агнитов протонных синхротронов и соленоидов.

Известны источники питания, содержащие управляемый тиристорный выпрямитель, к выходу которого нагрузка подключена через вторичную обмотку трансформатора усилителя низкой частоты, на вход которого через регулятор напряжения заткнута цепь отрицательной обратной связи по напряжению на нагрузке.На вход блока управления тиристорного выпрямителя через регулятор тока замкнута цепь отрицательной обратной связи с выхода датчика тока нагрузки Г13. Такие источники имею низкий коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения в широком диапазоне изменения тока нагрузки, но обладают перерегулированием при выходе на площадку тока, что является их недостатком.

Наиболее близким является источник импульсного питания электромагнита, содержащий управляемый выпрямитель, подключенный к нагрузKte .через вторичную обмотку трансформатора, первичная обмотка которго подключена к выходу усилителя низкой частоты, вход котсфого соединен с выходом регулятора напряжения, первый вход которого соединен с выходом датчика напряжения, подключенного параллельно нагрузке, второй вход регулятора соединен с выходом регулятора тока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока нагрузки, второй вход соединен с выходом задатчика величны тока, а третий - с выходом блок коррекции, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоно нечувствительности, вход которого соединен с выходсм блока управления выпрямителем, подключенньм к управляющему входу выпрямителя, причем первый вход блока управлени выпрямителем подключен к выходу регулятора напряжения, а второй выходу регулятора тока 2.

Недостаток этого устройства заключается в том, что в переходных режимах усклитель низкой частоты насыщаетсясигналом постоянного тока, что требует повышения его установочной мощности, а значит, усложнения конструкции устройства и снижения его.КПД.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в источник импульсного питания электромагнита, содержащий управляемый выпрямитель, подключенный к нагрузке через вторичную обмотку трансформатора,первичная обмотка которого подключена к Выходу усилителя низкой частоты, вход которого соединен с выходом регулятора напряжения, первый вход которого соединен с выходом датчика напряжения, подключенного па0 раллельно нагрузке, второй вход регулятора напряжения соединен с выходом регулятора тока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока нагруйки, второй вхбд соединен

5 с выходом задатчика величины тока,а третий - с выходом блока коррекции, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности, вход которого соединен

0 с выходом блока управления выпрямителем, подключенным к управляющему входу выпрямителя, причем первый вход блока управления, выпрямитепём подключен к выходу регулятора

5 напряжения, а второй - к выходу регулятора тока, введены компаратор модуля и ключ установки начальных условий, выход которого подключен к третьему входу регулятора

0 напряжения, вход - к выходу компаратора модуля, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности. На чертеже представлена схема

5 предлагаемого устройства.

На схеме выпрямитель 1 на стороне постоянного тока подключен к цепи, состоящей из включенных последовательно обмотки электромагнита 2

0 и вторичной обмотки трансформатора 3 усилителя низкой частоты 4, на вход которого через регулятор напряжения 5 замкнута цепь отрицательной обратной связи с выхода датчика 6

с напряжения на нагрузке. На второй вход регулятора напряя1ения 5 через регулятор тока 7 замкнута цепь отрицательной обратной связи с выхода, датчика 8 тока нагрузки. На другие выходы регулятора тока 7 подключены выходы задатчика тока 9 и цепь отрицательной обратной связи через блок 10 с зоной нечувствительности и блок коррекции 11 с выхода блока управления выпрямителем 12, который

5 своими входами подключен к выходам регулятора тока 7 и регулятора напряжения 5, а выходом - к входу управления выпрямителя 1 Выход блока с зоной нечувствительности 10

0 i .через компаратор модуля 13 связан

с входом управления ключа установки начальных условий 14, подключенного к регулятору напряжения 5.

Работа устройства происходит

5 следукхцим образом.

Напряжение с выхода задатчика # тока 9, соответствующее уровню Iлoщaдки импульса тока, подается на вход регулятора тока 7.Через регулятор напряжения 5 и блок управения 12 напряжение с выхода регулятора тока 7 усиливается и поступает на вход управления выпрямителем 1.

При этом выпрямитель 1 подает напряжение на нагрузку (электроагнит) 2. Так как ток не может измениться в индуктивной нагрузке скачком, то напряжение с выхода атчика 8 в процессе нарастания Фока меньше напряжения задатчика 9, и напряжение на входе блока управления 12 возрастает до значения, определяемого зоной нечувствительности блока 10. По достижении этого значения занижается цепь отрицательной обратной связи с выхода блока управленир 12 на соответствующий вход регулятора тока 7, предотвращая его насьщение. Одновременно с этим срабатывает компаратор модуля 13, сигналом с выхода которого ключ 14 устанавливает нулевые условия на регуляторе напряжения 5 и разрывает цепь передачи сигнала на вход усилителя низкой частоты 4. Цепь связи по току остается Зсшкнутой за счет прямой передачи напряжения с выхода регулятора тока 7 на вход блока 12.Блок коррекции обеспечивает устойчивость контура нелинейной обратной связи. При подходе тока нагрузки к заданному значение натфяжения на выходе блока управления 12 становится меньше зоны нечувствительности блок 10, кс 4паратор модуля 13 возвращается в исходное состояние и через ключ 14 за олсает контур отрицательной обратной связи с выхода датчика напряжения б на вход усилителя низкой частоты 4 и цепь с выхода регулятора тока 7 на вход блока 12 через регулятор 5.

Коэффициент передачи блока 12 и -зона нечувствительности блока 10 устанавливаются таким образом,чтобы нелинейная обратная связь на вход регулятора 7 начала функционировать раньше, чем насытится регулятор 5 или 7. Частота среза линейной части этого контура устанавливается высокой (порядка 10-15 кГц) соответствующей реализацией блока коррекции 11.

Поставленная цель достигается за счет того, что до установки нулевых условий в регуляторе 5 его выходное напряжение не успевает достичь максимального значения, а при срабатывании компаратора 13 оно зануляется. Таким образом, гикплитуда и интеграл напряжения, поступающего на вход усилителя низкой частоты 4 на 4фонте и спаде импульса тока, оказываются сниженными. Соответственно уменьшается мощность рассеиваемая в усилителе 4, что позволяет уменьшить его установленную мощность.

ИСТОЧНИК ИМПУЛЬСНОГО ПИТА НИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА, содержащий управляемый выпрямитель подключенный К нагрузке через вторичную обмотку трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу усилителя низкой частоты, вход которого соединен с выходом регулятора напря жения, первый вход которого соедине с выходом датчика напряжения, подключенного параллельно нагрузке. второй вход регулятора напряжения соединен с выходом регулятора тока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока нагрузки, второй вход соединен с выходом задатчика величины тока, а третий - с выходом блока коррекции, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности, вход которого соединен с выходом блока управления выпрямителем, подключенньш к управляющему входу выпрямителя, причем первый вход блока управления выпрямителем подключ,ен к выходу регулятсдоа напряжения, а второй - к выходу регулятора тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД, в него введены компаратор модуля и ключ установки начальных условий, выход которого подключен к третьему входу регулятора напряжения, вход - к выходу кс паратора модуля, вход которого подключен к выходу блока нелинейности с зоной нечувствительности.