Источник питания электромагнита постоянного тока

 

Изобретение относится к источникам питания электромагнитного оборудования постоянного тока для ускорителей заряженных частиц. Цель изобретения - повышение плавности регулировки тока при ступенчатом изменении задающего сигнала в широком диапазоне. В источник питания, содержащий управляемый выпрямитель 8 с целью отрицательной обратной связи, введен нелинейный элемент 4 с зоной нечувствительности, что позволило уменьшить нерегулирование в выходном токе выпрямителя 8 при ступенчатом изменении задающего сигнала на входе схемы 2 сравнения и повысить удобство эксплуатации уа. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦРАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 05 Н 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АРТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1й Е г1 -"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИНМ

ПРИ П НТ СССР (46) 23. 12, 90. Бюл. У 47 (21) 4233338/24-21 (22) 27.04.87 (72) В.М.Кофман, А.В.Мизинцев и В.Н.Рожков (53) 621.384 (088.8) (56) Васильев С.H., Гусев О.А. и др °

Система питания импульсного элект. ромагнита 1000А, 220 В. Препринт

НИИЭФА Г-0315. Л.: 1 976, с. 7.

Васильев С.Н., Гусев О.А. и др.

Сильноточные регулируемые источники стабилизируемого тока типа

"ИСТ". Препринт НИИЭФА Г-0326. Л.:

1977. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА

ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к источИзобретение от"осится к технологическому оборудованию ускорителей заряженных частиц и термоядерных установок, в частности к источникам питания электромагнитного оборудования постоянного тока.

Целью изобретения является повышение плавности регулировки тока при ступенчатом изменении задающего сигнала в широком диапазоне.

Изобретение поясняется-чертежом, где приведена упрощенная схема предложенного устройства.

Выход эадатчика t тока подключен к вторбму входу схемы 2 сравнения, выход которой подключен к входу усилителя 3 постоянного тока. Нелинейный элемент 4 и выход управляемого интегратора 5 подключены к входам трехвходового сумматора 6, к выходу,. SU„„3455987 А 1 никам питания электромагнитного оборудования постоянного тока для ускорителей заряженных частиц. Цель изобретения — повышение плавности регулировки тока при ступенчатом изменении задающего сигнала в широком диапаэоне. В источник питания, содержащий управляемьп1 выпрямитель 8 с цепью отрицательной обратной связи, введен нелинейный элемент 4 с зоной нечувствительности, что позволило уменьшить нерегулирование в выходном токе выпрямителя 8 при ступенчатом изменении задающего сигнала на входе схемы 2 сравнения и повысить удобство эксплуатации устройства. 1 ил.

\ которого подключен вход компаратора 7 и управляющий вход выпрямителя

8, к выходу которого подключен датчик 9 выходного тока.

Устройство работает следующим образом.

Вид передаточных функций узлов источника питания электромагнита и обозначения сигналов приведены .на на чертеже. Аппроксимация выпрямителя 8. в постоянное звено с передаточной функцией W(S)=KB оправдана, также в том случае, еслй выпрямитель 8 включает в себя пассивные фильтры пульсаций и внутренние подчиненные контуры стабилизации напряжения. Дело в том, что при Т ", = -"-) 50 ис нз-за .энергетических orL

Кц раничений в сочетании со сложностью

3 145 реализации нецелесообразно делать полосу пропускания контура стабилизации тока .выше 10-15 Гц. На таких частотах практически не проявляются как .особенности динамики собственно силового элемента преобразователя, так и влияние фильтров и внутренних контуров, которые имеют,как правило, полосу равномерного пропускания до частот не менее, чем в десять pas больше, чем частота среза контура стабилизации тока. С учетом сказанного передаточная функция

Цдг(8) К, vVsT хвч где Т = —, К =К„.Кдт К

1и р ° Пр Д л

Передаточную функцию регулятора

К

12 тока зададим как W = К +—

ТВ . что обеспечит наклон логарифмической амплитудно-частотной характерис; тики разомкнутого контура. стабилизации тока — 20 дБ/дек во всем диапазоне частот..

Обозначим максимально допустимое .значение сигнала U pr s при котором система находится в линейном режиме как Б т „„„ . При этом коэффициенты системы всегда устанавливаются таким образом, что если П Рт находится в линейной зоне, то и все другие сигналы находятся в линейной зоне. Тогда значению Пот м„кс на выходе выпрямителя 8 будет соответствовать напря жение Ug максимальное напряжение, макс которое может быть на выходе преобразователя.

Характеристика нелинейного элемента 4 имеет вид

Брт . макс

О, если Uî с

К

UРт, макс а-Ь цо, если Ue ), Урт м«кс K ,где а —, Ь

Порог срабатывания смещенного компаратора 7 устанавливается равным рт мака"

Ксли уровень сигнала задатчика 1

П рт мако

U с """ = А то изменение сигнала БРт соответствует линейному ре15

55 из которого видно, что выход тока на заданный уровень U носит монотонный характер.

П Ртмакс

При Б 7 " — А в начальный момент времени на выходе 11 регулятора 12 устанавливается напряжение

U . больше, чем U<т „,„, и интегратор 5 находится в зануленном состоянии. Т.е. начальная часть фронта импульса тока формируется фактически по разомкнутому циклу, когда к нагрузке приложено напряжение

Ug«„, В момент, когда ошибка уменьшится до такого значения, что станет меньше Пот„„„,, срабатывает компаратор 7 и включает в работу ийтегратор 5. При этом в момент включения интегратора 5 на выходе нелинейного элемента 4 будет установлено напряжение, соответствующее значению тока, при котором произошло включение интегратора. Далер выход на заданное значение Бо плоской вершины импульса тока нагрузки происходит при замкнутом контуре стабилизации тока с пропорционально-интегральным регулятором. По сравнению с прото ипом эффективность предложенного устройства заключается в том, что применение устройства позволяет уменьшить перерегулирование в выходном токе при ступенчатом изменении задающего сигнала во всем диапазоне. Тем самым при использовании предложенного устройства в электрофиэических комплексах повьш1ается удобство эксплуатации, как следствие, сокращается время, затрачиваемое на физические исследования.

Формула,изобретения

Источник питания электромагнита I постоянного тсн:а, содержащий управляемый выпрямитель с цепью отрица5qß7 жиму работы. При этом включение интегратора 5. происходит в момент подачи задающего сигнала, а на выходе нелинейного элемента 4 в течение

5 всего времени будет нулевой сигнал.

Тогда передаточная функция по управлению Ф(Б) =

U 4т(Я) — S+1

10 К и процесс изменения тока во времени описывается. выражением Б т (t)

=V (t)=U (1 - е - — 1:), К

5 1455987 6 тельной обратной связи иэ,включен- ему входу сумматора, о т л и ч а юных последовательно датчика выход- ш и и с я тем, что, с целью ноныного постоянного тока, схемы сран- шения планности регулировки тока пения управляемого интегратора и

5 при ступенчатом иэменении задающего первого входа трехвходового суммато- сигнала в широком диапазоне, введен ра компаратор, выход которого под- нелннейный элемент с зоной нечувстключен к управляющему входу интег- нительности, включенный одним выводом ратора, задатчик тока, выходом под- к точке соединения эадатчика тока и ключенный к второму входу схемы схемы сравнения, а другим выводом— .сравнения, усилитель постоянного к второму входу трехнходоного сумтока, подключенный входом к ныходу матора, к выходу которого подклюсхемы сравнения, а выходом — к треть- чен вход компаратора.

Составитель С.Шитов

Редактор Е.Зубиетова Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк

Заказ 4332 Тираж 664 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С и ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãîð л, у . р

ll

У о л. Гага ина 101