Устройство регулирования постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее регулй-V руемый источник тока, один выходной, вывод которого подсоединен к первой клемме для подключения нагрузки, а другой через первый элемент индуктив-; ностя - ко второй клемме для подключения нагрузки, задаяяций источник Тока, выходом соединенный со вторым элементом индуктивности, и сверхпроВОДЯ1ЦИЙ трансформатор потока,. вклю/ ающий последовательно соединенные нагрузочную, задающую и измерительную обмотки, магнитно связанные-соответственно с первым и вторым элементами индуктивности и нуль-органом магнитного потока, выход которого соединен с управляющим входом регули руемого источника тока, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в сторону больших токовJ в него введе ы два сверхпроводящих ключа, один из которых подключен параллельно цепи КЗ нагрузочной и измерительной обмоток, а другой включен между измерительной и задающей обмотками. Фиг.1

СОЮЗ COBETCHHX

ООЦВВЮМ

РЕСПУБЛИК аю (и) С 05 Р 1/46

ГОСУДАРСТВЕННцй КОМИТЕТ (COP

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТБИТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтаюсном свщатвъСТви

Г1 ° (21) 3328140/24-07 (22) 07.08.81 (46) 23.12 84. Вюп. Ф 47 (72) В.Н; Дороеенко и А.А. Тункин (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

Ф 479097, кл. G 05 Р 1/46, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 1f 2978073,. кл. С 05 Р 1/46, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее регули- руемый источник тока, один выходной. вывод которого подсоединен к первой клемме для подключения нагрузки, а другой через первый элемент индуктивности - ко второй клемме для подклю-чения нагрузки, задающий источник тока, выходом соединенный со вторым элементом индуктивности, и сверхпроводящий трансформатор потока,.включающий последовательно соединенные нагрузочную, задающую и измерительную обмотки, магнитно связанные-соответственно с первым и вторым элементами индуктивноети и нуль-органом магнитного потока, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого источника тока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в сторону больших токов, в него введены два сверхпроводящих ключа, один из которых подключен параллельно цепи . ф из нагрузочной и измерительной обмо- ток, а другой включен между измерительной и задающей обмотками.

1050401

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к системам питания анализирующих магнитов электрон:ных микроскопов.

Известен стабилизатор постоянного тока (1), в котором к регулируемому источнику постоянного тока подсоединеиа последовательная токовая цепь, содержащая нагрузку и элемент индуктивности. С элементом индуктивности t0 магнитно связан сверхпроводящий квантовый магнитный интерферометр, выход которого подключен к управляющему входу источника тока. В таком устройстве стабилизируемый ток от источни- 15 ка, проходя через элемент индуктивности, создает магнитный поток. Изменение магнитного потока воздействует на квантовый интерферометр, который вырабатывает сигнал отрицательной 20 обратной связи, подаваемый на вход управления источника тока. Недостатком такого устройства является узкий. диапазон регулирования тока. Чтобы изменять выходной ток, необходимо 25 вывести квантовый интерферометр из сверхпроводящего состояния и перестроить источник на новый уровень . за счет внутренних связей.

Известен стабилизатор постоянного тока P2) являющийся наиболее близким техническим решением к данному изобре тению, содержащий регулируемый источник тока, один выходной вывод которого подсоединен к первой клемме для

35 подключения нагрузки, а другой через первый элемент индуктивности - ко второй клемме для подключения нагрузки, задающий источник тока, выходом соединенный со вторым элементом индуктивиости, и сверхпроводящий трансформатор потока, включающий последовательно соединенные нагрузочную, задающую и измерительную обмотки, магнитно связанные соответственно с первым и вторым элементами индуктивности и нульорганом магнитного потока, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого источника тока.

Недостатком такого устройства является узкий диапазон регулирования тока. Диапазон регулирования ограничен токовыми параметрами источника эталонного тока (максимальным.током) 55

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования постоянного тока в сторону больших токов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство регулирования постоянного тока, содержащее регулируемый источник тока, .один выходной вывод которого подсоединен к первой клемме для подключения нагрузки, задающий источник тока, выходом соединенный со вторым элементом индуктивности, я " т анс о ат ив и сверхпровод щни р ф рм ор о тока, включающий последовательно соединенные нагрузочную, задающую и иэмерительную обмотки, магнитно связанные соответственно с первым и вторым элементами индуктивности, и нуль-орган магнитного потока, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого источника тока, введены два сверхпроводящих ключа, один из которых подключен параллельно цепи из нагрузочной и измерительной обмоток,,а другой включен между измерительной и задающей обмотками.

На фиг. 1 представлена схема устройства регулирования постоянного тока, на фиг. 2 - диаграммы изменения токов в задающей катушке, задающей обмотке, нагрузочной обмотке.

Устройство содержит регулируемый источник постоянного тока 1, к которому подсоединена последовательная токовая цепь с нагрузкой 2 и первым элементом индуктивности 3. С элементом индуктивности магнитно связана нагрузочная обмотка 4 сверхпроводящего трансформатора потока 5. Последовательно нагрузочной обмотке в трансформаторе потока подключены измерительная обмотка 6 и задающая обмотка 7. С задающей обмоткой магнитно связан второй элемент индуктивности

8, подсоединенный к задающему источнику тока 9. С измерительной обмоткой магнитно связан нуль-орган магнитйого потока 10, выход которого подсоединен к входу регулируемого источника.

Параллельно нагрузочной и измерительной обмоткам подсоединен параллельный сверхпроводящий ключ 11. Последовательно между измерительной и задающей обмотками в сверхпроводящем трансформаторе включен сверхпроводя-. щий ключ 12.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемый ток от источника 1 проходит через нагрузку 2 и элемент индуктивности 3. Этот ток, преобразованный в магнитный поток, наводит

401 4 образом. Увеличивается ток через элемент 8 до величины +. :При разомкну3 том ключе 12 напряжение на задающей обмотке становится равным нулю. Ключ

12 замыкается (4g) . T0K Ig уменьшается с величины 3 до величины+1,, (fg). В обмотке 7 наводится ток 1, Ток через ключ 11 становится равным нулю. Ключ 11 размыкается. Затем ток источника 9 снижается до -3 (4. ) ° В кольце трансформатора потока 5 изменится магнитный поток, что приведет

Ц к протеканию тока 1 1 . При неизменном задающем токе 3 разность потенциалов на ключе 11 равна нулю и его можно замкнуть, не изменяя магнитного потока в трансформаторе 5. Увеличение тока 1 с-3 до-1 уменьшает ток через ключ 12 до нуля и его можно разомкнуть. Таким образом, в кольце из обмоток 4 и 6 и ключа .11 наводит4 ся сверхпроводящий ток, превышающий величину тока, наведенногр в трансформаторе потока при. разовой трансформации от задающего источника. Повторяя описанный цикл заведения тока в сверхпроводящий трансформатор, потока, можно значительно увеличить замороженный в нем опорный ток, что в свою очередь, позволит .регулировать большие токи в нагрузке. Далее регулирование ведется при отключенном источнике задающего тока, относительно сверхпроводящего тока, замороженного в кольце из нагрузочной и измерительной обмоток и ключа 11. В этом же кольце наводится сверхпроводящий: ток от цепи регулируемого источника.

Разность сверхпроводящих токов преобразовывается в измерительной катушке в отклонение магнитного поля, соответственно которому нуль-орган магнитного потока вырабатывает сигнап обратной связи, управляющий регулируемым источником тока. в нагрузочной обмотке 4 сверхпроводя-, щего трансформатора 5 сверхпроводящий ток. Аналогично ток задающего ис- точника 9, преобразованный в элементе индуктивности 8 в магнитный поток, наводит в задающей обмотке 7 сверхпроводящий ток. Разность сверхпроводящих токов в трансформаторе потока при условии, что ключ 11 разомкнут, а ключ t2 замкнут, преобразуется в 10 измерительной обмотке б в магнитный поток, соответственно которому нульорган магнитного потока 10 вырабатывает сигнал обратной связи, управляющий регулируемым источником тока.

Для расширения диапазона регулирования постоянного тока в схему дополнительно введены параллельный сверхпроводящий ключ 11, подключенный параллельно нагрузочной и измеритель- gp ной обмоткам сверхпроводящего трансформатора, и последовательный сверхпроводящий ключ 12, включенный после-. довательно в сверхпроводящий трансформатор между измерительной и эталон- р5 ной обмотками. При подключении задающего источника 9 ток (з будет нарастать в элементе 8 (фиг.2а), ключи

11 и 12 разомкнуты, т.е. являются

I, резисторами. На клеммах задающей об30 мотки 7 наводится напряжение. Когда ток

33 (g), напряжение на обмотке 7 равно нулю. Ключ 12 замыкается, т.е. становится сверхпроводящим. После

ЗЗ этого производится переключение зада ющего источника так, что ток через элемент 8 течет в обратном направлении. В трансформаторе 5 наводится . ток i „(4<) (фиг. 26) . При неизмен- щ ном значении абсолютной величины разность потенциалов. на ключе 11 рав на нулю и его можно замкнуть, не изменяя магнитный поток трансформатора.

Теперь при изменении. тока источника 45

9. от -3> до 1(4>) ток в транеформаторе пройдет в обход обмотки 7 че- рез ключ 11. Ключ 12 размыкается и в замкнутом контуре, включающем обмотки 4 и 6 и ключ 11, остаетсл за- 50 мороженный сверхпроводящий ToK q Z (фиг. 2в), относительно которого ведется регулирование тока в нагрузке.

При этом полностью отключается зада-, кш ий источник тока. Повышение задан- у ной величины сверхпроводящего тока в нагрузочной обмотке трансформатора потока производится следующим

Э 1050

Для режима работы с замороженным по-. током в сверхпроводящем трансформаторе значительно снижаются требования к стабильности задающего источника тока.

Использование устройства позволит осуществлять регулирование с высокой точностью и стабильностью токов до

100 А, что на два порядка выше, чем у.прототипа. При этом возможность циклического подключения эталонного источника только на время настройки значительно уменьшает энергозатраты и повышает КПД устройства.

1050401

6 iz

Редактор О. Филиппова

Заказ 9235/3

I с

Составитель С. Чернышева

Texpep,C.JIer sa Корректор О. Луговая

Тираж 84! Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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