Устройство для формирования стабилизированных импульсов магнитного потока

 

Союз Советских

Соцмапнстнчесимх

Республик (1i)l 001066

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 13.10.81 (2)) 3348131/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02. 83. Бюллетень Ме 8

Дата опубликования описания 28.02.83 (53)М. Кл.

G 05 F 7/00

Гввудврствеяай кеаитет

CCCP

60 ааяам. язебретеяя» и втхрытий (53) УДХ 621. 316.. 722 (088. 8) (72) Автор изобретения

Б. Д. Омел ьчен ко

) г. 1

Объединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ

ИМПУЛЬСОВ МАГНИТНОГО ПОТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника импульсов питания электромагнитных линз, используемых в каналах транспортировки заряженных частиц.

Известно устройство для Формирования стабилизированных импульсов магнитного потока, содержащее входом соединенный с входными клеммами си- >о ловой регулируемый источник постоянного тока, включающий управляемый выпрямитель, блок непрерывного управления выпрямителем и блок дискретного управления выпрямителем, в выход.15 ную цепь силового регулируемого источника постоянного тока включены последовательно соединенные обмотка возбуждения электромагнита с сердечником и датчик тока, усилитель сигнала рассогласования, один вход которого соединен с и сточни ком ре гулируемого опорного напряжения, а выход подключен к входу блока непрерывного управления выпрямителем, блок программирования во времени, выход которого соединен с входом блока дискретного управления выпрямителем, и эквивалент сердечника эЛектромагнита 513.

Наиболее близким к предлагаемому я вляется устрой ство, измерение магнитного поля в котором ведется не в воздушном зазоре рабочего электромагнита, а в воздушном зазоре эквивалента его сердечника. Обычно в каче" стве эквивалента используют дополнительный электромагнит, идентичный рабочему, при этом обмотки возбуждения электромагнитов включают последовательно. Такое техническое решение нашло широкое применение. в устройствах, в которых большое количество последовательно включенных рабочих электромагнитов имеет один общий из" мерительный электромагнит 1 2).

3 10010

Однако использование дополнительного электромагнита в случае и нди видуальной системы питания для каждого элемента магнитной оптики, что характерно, в частности, для каналов транспортировки заряженных частиц вне камеры ускорителя, делает известное техническое решение неэкономичным. Количество потребляемой электрической энергии в этом случае фактичес-1О ки удваивается, Цель изобретения - повышение экономичности путем уменьшения потерь электрической энергии.

Поставленная цель достигается тем, 1 что в устройстве для формирования стабилизированных импульсов магнитно- го потока эквивалент сердечника электромагнита выполнен в виде электрического инерционного блока, вход ко- 2в торого соединен с выходом датчика тока, выход подключен к другому входу усилителя сигнала рассогласования, а постоянная времени равна постоянной времени магнитного потока в сердечни» ке электромагнита.

Па фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные графики напряжений, тока и магнитного потока.

Устройство (Фиг. 1) содержит силовой регулируемый источник 1 постоянного тока, выполненный, например, на тиристорном выпрямителе, в цепь иагрузки которого включены соединенwe, последовательно обмотка 2 возбуждения электромагнита 3 с массивным сердечником и воздушным зазором

4 и датчик 5 тока. Выход датчика 5 подключен к первому входу усилителя

6 сигнала рассогласования через дооо полнительно введенный электрический блок 7, являющийся электрическим эквивалентом сердечника электромагнита 3, Блок 7 выполнен, например, в виде LR- или RC-цепочки, постоянная времени которой равна постоянной времени магнитного потока в сердечнике электромагнита 3, Второй вход усилителя 6 соединен с источником 8 регулируемого опорного напряжения.

Выход усилителя 6 подсоединен к блоку 9 непрерывного управления выпрямителем силового регулируемого источника, который содержит также блок

10 дискретного .управления. Блок 10 N обеспечивает "старт-стопный" режим работы выпрямителя 1. Вход блока 10 подключен к выходу блока 11 програм66 4 мирования работы выпрямителя 1 во времени.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени t< блок 11 формирует импульс управления U, который поступает в блок 10, Блок 10 отпирает выпрямитель регулируемого источника 1. Величина напряжения U@ на выходе выпрямителя, начиная с этого момента времени, определяется напряжением выхода усилителя 6. Усилитель

6 максимально открывает выпрямитель, форсируя подъем тока возбуждения в обмотке 2 электромагнита 3 и нарастание магнитного потока Ф в его воздушном зазоре 4. Форсированный подьем тока I> продолжается (фиг, 2) до момента времени t< когда напряжение

0 > на выходе блока 7 станет равным напряжению 0 на выходе блока 8. Блок

7 в системе стабилизации магнитного потока является электрическим эквивалентом сердечника электромагнита

3 как элемента схемы, обладающего инерцией (из-за действия вихревых токов). Вследствие этого кривая изменения магнитного потока Ф в зазоре 4 электромагнита 3 подобна кривой изменения напряжения U> на выхо. де блока 7 (фиг. 2).

Далее, в момент времени t усилитель 6 закрывает выпрямитель, Форсируя снижение тока 1+ до значения, соответствующего значению U @ и, следовательно, значению Ф, в установившемся режиме. В момент времени система регулирования заканчивает свой переходный процесс и выходит на площадку стабильного уровня U>-= U что соответствует площадке стабилизированного импульса магнитного потока Ф в зазоре 4 электромагнита .

3 с массивным сердечником. В момент времени t блок 10 закрывает выпрямитель, ограничивая длительность плоадки .

Таким образом, предлагаемое уст ройство, с одной стороны, обеспечи вает оптимагьную скорость подъема магнитного поля в зазоре ч электромагнита 3 с массивным сердечником, апертура которого занята физическим прибором. С другой стороны, оптимизация переходного процесса в части уменьшения времени установления заданного значения площадки импульса магнитного потока выполняется без применения дополнительного измери5 10010 тельного электромагнита, что сущест венно повышает экономичность уст-.. ройстваа.

В связи с тем, что элементы магнитной оптики являются энергоемкими потребителями (например, мощност ь, потребляемая квадрупольными линзами, составляет 200+400 кВт), а их количество в данной физической лаборатории исчисляется, как правило, 10 десятками единиц, предлагаемое техническое решение дает значительную экономию электрической энергии. На-.. пример, дпя Лаборатории высоких энергий ОИЯИ эта экономия должна соста" 15 вить ориентировочно ) до 10 и более миллионов киловатт-часов в год °

Формула изобретения

Источники информации, д принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

N 748380, кл. G 05 F 1/56, 1978.

2. Корнаков E,В. и др. Система

Формирования плоской части импулЬса магнитного поля протонного синхротрона ИФВЭ - Труды второго Всесоюзного совец|ания по ускорителям заряженных частиц. "Наука", М., 1972, т, 1, с, 159.

Устройство для формирования стабилизированных импульсов магнитного потока, содержац1ее входом соединенный с входными клеммами силовой регулируемый источник постоянного тока, включающий управляемый выпрямитель, Спок непрерывиого управления выпрямителем и блок дискретного управления выпрямителем, в выходную цепь силового регулируемого источника постоянного тока включены последовательно соединенные обмотка возбуждения электромагнита с сердечни66 С ком и датчик тока, усилитель сигнала рассогласования, один вход которого соединен с источником регулируемого опорного напряжения, а выход подключен к входу блока непрерывного управления выпрямителем, блок программирования во времени, выход которбго соединен с входом блока дискретного управления выпрямителем, и эквивалент сердечника электромагнита, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности путем уменьшения потерь электрической энергии, эквивалент сердечника электромагнита выполйен в виде электрического инерционного блока, вход которого соединен с выходом датчика тока, выход подключен к другому входу усилителя сигнала рассогласования, а постоянная времени равна постоянной времени магнитного потока в сердечни ке эле ктрома гни та, 1001066

Уу

Уу

1 6 гз f4 фиг. 2

Составитель С. Чернышева

Редактор Н. Гришанова Техред M. Гергель Корректор Н.Король

Заказ 1394/54 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035 Москва, 1 -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4