Устройство для регулировки тока сверхпроводящего соленоида

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулировки тока в сверхпроводящем соленоиде. Цель изобретения - улучшение токовых характеристик выходного тока, обеспечение независимой регулировки скорости развертки и величины выходного тока, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения управления процессом развертки выходного тока в любой момент времени. Независимость скорости развертки тока во времени от его величины достигается тем, что время развертки задается постоянной времени интегратора 4, а величина тока задается путем регулировки входного напряжения аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5. Стабилизация токов отдельно в каждом преобразователе цифр в ток 6.1...6 позволяет получить высокую степень стабилизации тока сверхпроводящего соленоида (СПС) 8. Сигналы, поступающие на управляющие входы коммутатора 3, позволяют изменять направление развертки тока СПС 8, фиксировать ток через СПС 8, быстро снимать ток через СПС 8 и возвращать в начало развертки. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) 169 А1 (5l)5 G 05 F 1 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblléßÌ

ПРИ ГКНТ СССР

Щ 1 ) "

БФ(Б /

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ! (21) 4339373/24-07 (22) 1 6.1 0.87

:,(46) 23,01.90. Бюл. 9 3 (71 ) Институт радиотехники и электроники АН СССР

{72) Х.Р.Озманян

{.53) 621.316.722.1(088.8) (56) Киселев Ю,Ф. Стабилизатор тока сверхпроводящего соленоида.. — Приборы и техника эксперимента, 1972, 11 5, с. 162-163.

Марапулец В.А. и др. Стабилизированный источник тока для питания сверхпроводящих соленоидов. — Прйборы и техника эксперимента, 1981

Р 5, 143-144. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ

ТОКА СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО СОЛЕНОИПА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулировки тока в сверхпроводящем соленоиде. Цель изобретенияулучшение токовых характеристик выходного тока, обеспечение неэависи2 мой регулировки скорости развертки и величины выходного тока, в также расширение функциональных возможностей путем обеспечения управления процессом развертки выходного тока в любой момент времени. Независимость . скорости развертки тока во времени от его величины достигается тем, что время развертки задается постоянной времени интегратора,4, а величина тока задается путем регулировки входного напряжения аналогоцифрового преобразователя (AIUI) 5.

Стабилизация токов отдельно в каждом преобразователе цифр в ток

6,1 ...6.5 позволяет получить высокую степень стабилизации тока сверхпроводящего соленонца (СПС) 8. Сигналы, поступающие на управляющие входы коммутатора 3, позволяют изменять направление развертки тока СПС 8, фиксировать ток через СПС 8, быстро снимать ток через СПС 8 и возвращать в начало развертки, 2 ил.

1538169

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулировки тока в сверхпроводящем соленоиде (СПС) в системах для исследования различных электромагнитных эффектов.

Целью изобретения является улучшение токовых характеристик путем повышения линейности и стабильности выходного тока, обеспечение независимой регулировки скорости развертки и величины выходного тока, повышение надежности, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения управления процессом развертки выходного тока в любой момент времени.

На фиг. l.приведена блок-схема устройства для регулировки тока сверхпроводящего соленоида; .на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит ис" точник 1 положительного опорного

1 напряжения, источник 2 отрицательного опорного напряжения, коммутатор 3, на уп рав ляющ ие входы которого подаются сигналы, определяющие режим работы устройства, Выход коммутатора 3 подключен к входу интегратора 4, На управляющий вход интегратора 4 подается сигнал, обеспечивающий изменение его посто1 янной времени в соответствии с заданной скоростью развертки тока.

Аналого-цифровой преоб ра зов атель (АЦП) 5 входом подключен к выходу интегратора 4, а выходами - к входам с о о тв е тс твующих (с таб или зирукнцих ) преобразователей цифр в ток (ПЦТ)

6.1...6.N. На управляющий вход АЦП 5 подаетс я сигнал, обеспечивающий применение его входного сигнала в соответствии с заданной амплитудой тока. ПЦТ 6. 1... 6 Л через со ответс т вующие развязывающие диоды 7.1...

7.N соединены с выходными выводами устройства, к которым подключается

СПС 8. Коммутатор 3 выполнен четырехканальным, управляющие входы которого подключены к клеммам для подключения источников, осуществляющих изменение направления развертки выходного тока, возвращение выходного тока в начало развертки, фиксирование выходного тока на заданном уровне. Выходы первого канала коммутатора 3 подключены — к источнику

1 положительного опорного напряжения, второго канала — к источнику

2 отрицательного опорного напряжения, третьего канала — к общей шине, вход четвертого канала подвешен.

Выходы всех каналов коммутатора 3 соединены и подключены к входу интегратора 3, Устройство работает следующим образом.

Сигналами: "Напряжение" (I)

"Сброс" (II), "Остановка" (III), "Скорость" (IV), "Амплитуда" (V), задаются режимы работы устройства (в случае автоматического режима работы сигналы I — Ч задаются от

ЭВМ, а в ручном режиме работы — ручной перестановкой переключателей

"Направление", "Скорость", "Амплитуда", "Остановка", "Сброс" в необходимое для работы положение). Сигнал от источника 1 положительного опорного напряжения или источника 2 от25 рицательного опорного напряжения подается через коммутатор 3 на вход интегратора 4. При подаче на вход интегратора 4 сигнала от источника 2 отрицательного опорного. напряжения на выходе интегратора 4 формируется линейно нарастающее во времени напряжение, величина которого пропор. циональна интегралу входного опорного напряжения источника 2. Сигнал с выхода интегратора 4 поступает на вход АЦП 5. Цифровой код с выходов

АЦП 5 поступает на.входы ПЦТ 6.1...

6.N. Таким образом, на выходах ПЦТ

6,1...6.N появляется ток, пропорцио"

40 нальный выходному напряжению интегратора 4 и не зависящий,от параметров СПС 8. Диоды 7. 1.. ° 7.N, служат для исключения взаимного влияния друг на друга ПЦТ 6.1 ° ..6.N. Неза45 висимость скорости развертки тока во времени от его величины достигается тем, что время развертки задается постоянной времени интегратора 4, а величина тока задается путем регулировки входного напряжения АЦП 5, Независимость скорости развертки тока от величины опорного напряжения объясняется следующим образом.

Выходное напряжение с интегратора определяется соотношением

55.

11 оп

ЬЫ%, лйТ, де IIgык пит — опорное напряжение;

5 — постоянная времени интегрирования; — время.

)538169 Ю рое. а.п,с, Следовательно, при фиксированном опорном напряжении скорость развертки тока определяется только параметром Ф. Из приведенной формулы также следует независимость величины выходного тока от величины опорного напряжения. Предельно допустимый выходной ток каждого ПЦТ 6.1...

6.N заранее ограничен и стабилизирован, что исключает выход из строя мощных силовых транзисторов в этих

ПЦТ, Методом деления интеграла опорного напряжения на И частей и отдель ной стабилизации каждого ПЦТ 6.1...

6.N добиваются высокой степени стабилизации, а также постоянства коэффициентов стабилизации во всем динамическом диапазоне работы устройства, не зависящем от параметров СПС 8.

В связи с независимостью скорости развертки, степени стабилизации тока и его линейности от величин тока, опорногб напряжения и параметров

СПС 8, предложенное устройство позволяет задавать ток различного направления, величины с различной скоростью развертки. Временные диаграммы работы устройства приведены на фиг. 2:

Ц йчпр. импульсы, поступающие на коммутатор 3, полярность которых определяет направление развертки тока через

СПС 8; импульсы с регулируемой длительностью Т, поступающие на коммутатор 3, останавливающие процесс интегрирования, позволяющие фиксировать ток через

СПС 8 на требуемом постоянном уровне; импульсы, поступающие на коммутатор 3, обнуляющие интегратор 4, служат для быстрого снятия тока через СПС

8 и возвращения в начало развертки; форма тока в СПС при различных комбинациях сигналов I— ь

На последней диаграмме угол сс соответствует скорости нарастания, а угол (Ь вЂ” скорости спада тока. Величины углов о(и р задаются интегра5 тором 4 в соответствии с постуттающим на него сигналом IV которкй меняет постоянную времени ь, g и,мо" гут меняться как пропорционально, так и независимо друг от друга.

Таким образом, предложенное устройство позволяет обеспечить управление процессом развертки тока СПС 8 в любой момент времени.

Устройство может применяться также для питания разных видов нагрузок при проведении физических исследований.

20Формула изобретения

Устройство для регулировки тока сверхпроводящего солено тра, содержащее первый источник опорного напg5 ряжения, вход которого соединен с входными выводами, а выход — с входом перв ого канала коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения токовых характеристик путем повышения линейности и стабильности выходного тока, обеспечения независимой регулировки скорости развертки и величины выходного тока, повышения надежности, а также расширения функциональных возможностей путем обеспечения управления процессом развертки выходного тока в любой момент времени, в него введены интегратор, аналого-цифровой преобразователь, N стабилизирующих преобразователей цифр в ток, N развязывающих диодов и второй источник опорного напряжения, полярность выходного напряжения которого противоположна полярности выходного напряжения первого источника опорного напряжения, а коммутатор выполнен четырехканальным, причем вход второго канала коммутатора подключен к выходу второго источника опорного напряжения, вход третьего канала — к общей шине, вход четвертого канала подвешен, а выходы всех каналов соединены и подключены к входу интегратора, выход которого соединен с вхо55 дом анаЛого-цифрового преобразователя, выходами подключенного к входам соответствующих стабилизирующих преобразователей цифр в ток, выходы ко153S169

Фиг.!

Составитель А. Волкова

Техред N.ÄHäûê Корректор О. Ципле

Редактор Л. Гратилло

Заказ 169 Тираж б37 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 торых через соответствующие развязывающие диоды соединены с выходными выводами, кроме того, коммутатор снабжен тремя управляющими входами, первый из которых подключен к введенным клеммам для подключения источника, осуществляющего изменение направления развертки выходного тока, второй управляющий вход — к введенным клеммам для подключения источника, осуществляющего возвращение выходного тока в начало развертки, третий управляющий вход — к введенным клеммам для подключения источ-, ника, осуществляющего фиксирование выходного тока на з адан ном уров не, причем первый управляющий вход соединен с управляющими входами первого и второго каналов коммутатора, второй управляющий вход - с управляющим входом третьего канала коммутатора, третий управляющий вход - c управляющим входом четвертого канала коммутатора, а управляющий вход интегратора подключен к введенным. клеммам. для подключения источника, осуществляющего регулирование посто» янной времени интегратора в соответствии с заданной скоростью развертки выходного тока, управляющий вход коммутатора подключен к введенным. клеммам для подключения источника, осуществляющего регулирование амплитуды входного сигнала аналого-цифрового преобразователя в соответствии с заданной амплитудой выходного тока,