Устройство для формирования импульсов тока
Изобретение может быть использовано для формирования импульсов тока в индуктивной нагрузке, напри0 мер в обмотке электромагнита для вывода пучка из синфазотрона. Целью изобретения является увеличение мощности формируемых импульсов и возможность оперативного изменения наклона вершины импульсов. Устройство содержит емкостные накопители 1 и 9, тиристорные ключи 2 и 7, индуктивные реакторы 3 и 10, нагрузку 4,-датчик 5 тока нагрузки, включающий блок 6, общую шину 8, компаратор 11. Достигаемый положительный эффект состоит в том, что данное устройство обеспечивает формирование мощных импульсов порядка нескольких десятков килоампер с плоской стабильной вершиной, а также изменение наклона плоской вершины импульса тока. 4 ил. . с (Л СО СЛ ( ОО СО 4 сриг.1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 94 А1 (д1) 4 Н 03 К 5/01
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А В ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3965478/24-21 (22) 17.07.85 (46) 15. 12.87. Бюл. № 46 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Н.А.Блинов и А.Г.Мурызин (53) 62 1.373 (088.8). (56) Авторское свидетельство СССР № 767956, кл. Н 03 К 5/01, 1980.
Авторское свидетельство СССР
¹ 653436, кл. Н 03 К 5/01, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для формирования импульсов тока в индуктивной нагрузке, например в обмотке электромагнита для вывода пучка иэ синфазотрона. Целью изобретения является увеличение мощности формируемых импульсов и воэможность оперативного изменения наклона вершины импульсов. Устройство содержит емкостные накопители 1 и 9, тиристорные ключи 2 и 7, индуктивные реакторы 3 и 10 нагрузку 4, датчик
5 тока нагрузки, включающий блок 6, общую шину 8, компаратор 11. Достигаемый положительный эффект состоит в том, что данное устройство обеспечивает формирование мощных импульсов порядка нескольких десятков килоампер с плоской стабильной вершиной, а также изменение наклона плоской вершины импульса тока. 4 ил.
1 13
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использован@ для формирования импульсов тока в индуктивной нагрузке, например в обмотке электромагнита для вывода пучка нз синхрофазотрона.
Цепь Йзобретения — увеличение мощности формируемых импульсов и оперативного изменения наклона вершины импульсов.
На фиг.i представлена принципиальная схема устройства, на фиг,2,3 и.
4 — временная диаграмма токов в индуктивных реакторах 3 и 10 и в нагрузке 4 для трех порогов срабатывания компаратора 11.
Устройство для формирования импульсов тока содержит первый емкостный накопитель 1, в цепи разряда которого включены последовательно соединенные первый тиристорный ключ 2, первый индуктивный реактор 3, нагрузка 4 и датчик 5 тока нагрузки, включающий блок 6, выход которого подключен к управляющему входу второго тиристорного ключа 7, катод которого соединен со вторым выводом датчика
5 тока нагрузки и общей шиной 8, второй емкостный накопитель 9, второй индуктивный реактор 10 и компаратор 11 с регулируемым порогом, при этом первый вывод второго емкостного накопителя 9 подключен к аноду второго тиристорного ключа 7, второй вывод второго емкостного накопителя
9 через второй индуктивный реактор
10 подключен к точке соединения первого индуктивного реактора. 3 и нагрузки 4, выход датчика 5 тока подключен к входу компаратора 11 с регулируемым порогом, выход которого подключен к входу включающего блока 6.
Устройство также содержит зарядное устройство 12 и зарядные вентили 13 и 14.
На фиг.2,3 и 4 представлена временная диаграмма токов в индуктивных реакторах 3 и 10 и в нагрузке 4 для трех порогов срабатывания компаратора 11.
Устройство работает следующим о6разом.
В исходном состоянии емкостный накопитель i и второй емкостный накопитель 9 заряжены до одинакового напряжения U . В момент времени г. с приходом внешнего запускающего импульса U открывается первый тирисо торный ключ 2 и начинается разряд
59894 2 емкостного накопителя 1 через индуктивньпл реактор 3 и нагрузку 4, В мо. мент времени с,, когда ток в нагрузке 4 достигает порога срабатывания
5 компаратора 11 с регупируемым порогом, он сформирует импульс запуска
U q который через включающий блок г б откроет второй тиристорный ключ 7.
При этом начнется разряд второго ем10 костного накопителя 9 через второй индуктивный реактор 10 и индуктивную нагрузку 4, причем ток i в этом разрядном контуре направлен навстречу
15 основному току i и в нагрузке 4 про1 исходит вычитание токов, т.е. ток в нагрузке 4 компенсирует нарас 2 тание тока i„. Таким образом, начиная с момента времени с„, ток в нагрузке
4 остается постоянным, пока ток i не спадет до нуля. Стабильность плоской вершины импульса зависит от того как близко ток i повторяет по амплитуде и форме компенсируемую часть тока i;.
Амплитуда и форма тока i определяются параметрами второго индуктивного реактора 10 (L 8) и второго емкостного накопителя 9 (С ). Выразим их величину через параллели первого
30 контура L „, L» Сг, f где Ь„ — индуктивность первого реактора Зг
С „ — емкость накопителя 1;
L „ — индуктивность нагрузки 4, в зависимости от длительности Г плоской части импульса тока. Примем 7/T=
=К, где Т вЂ” длительность импульса тока по основанию. Найдем макснмаль40 ную амплитуду I< приняв I, за i .. м . лm
Из фиг. видно, что значение тока
I можно записать в виде I> =1Дm
Т- г)
2 затем под-TQB H& "=Т К
2 . Т(1 К.)
45 найдем I =1-sin
Найдем отношение токов
Х . Т(1К ) — =К., =1-sin 1М 2
Запишем несколько соотношений для тока I„ Х, Т и, известных из электротехники: г) = ii (L>+L„)C>, 1) Т= ) ..1
П, С„
3) I „
Х,„+L„
4)
))ь,+г., .. 1359894
С =К„К, С„;
L = — (L+L ) — Ь
B К. и н н I
Сп К; К в сов тока. где L. в
Формула о
L и л
К = —"
Разделив соотношения 2 на 1, а 4 на 3, найдем искомое значение индуктивности реактора 10 (L- ) и емкость накопителя 9 (С ) Тиристорные ключи 2 и 7 закрываются, когда ток в каждом контуре спадает до нуля, т.е. устройство закончит формирование импульса. 15
Наклон плоской части импульсов регулируется изменением порога срабатывания компаратора 11.
Техническое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с из- 20 вестными устройствами состоит в том, что данное устройство позволяет формировать мощные (в несколько десятков килоампер) импульсы тока с плос кой стабильной вершиной, а также из- 25 менять наклон плоской вершины импульизобретения
1. Устройство для формирования импульсов тока, содержашее первый емкостный накопитель, в цепи разряда которого включены последовательно соединенные первый тиристорный ключ, первый индуктивный .реактор, нагрузка и датчик тока нагрузки, включаю-щий блок, выход которого подключен к управляющему входу второго тиристорного ключа, катод которого соеди- 40 нен с вторым выводом датчика тока нагрузки и общей шиной, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения мощности формируемых импульсов тока и оперативного изменения наклона плоской вершины импульса, в него дополнительно введены второй емкостный накопитель, второй индуктивный реактор и компаратор с регулируемым порогом, при этом первый вывод второго емкостного накопителя подключен к аноду второго тиристорного ключа, второй вывод второго емкостного накопителя через второй индуктивный реактор подключен к точке соединения первого индуктивного реактора и нагрузки, выход датчика тока подключен к вхоДу компаратора с регулируемым порогом, выход которого подключен к входу включающего блока.
2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности плоской вершины импульса должны выполняться следующие соотношения: о — (L„+L ) LH 9
1 индуктивность второго реактора; индуктивность первого реактора; индуктивность нагрузки ; емкость второго накопителя; емкость первого накопителя;
Я вЂ” длительность плоской вершины импульса 3 --" длительность основания импульса, 1359894
4 фиГ Я
Составитель В.Ермаков
Техред Л.Сердюкова
Корректор ««.Король
Редактор А.Долинич
Тираж 900
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 6163/55
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4
