Источник тока электромагнита сильных полей

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения в регулируемых источниках тока обмоток электромагнита сильных полей в составе магнитоизмерительных систем для исследования свойств высококоэрцитивных магнитотвердых материалов и испытания постоянных магнитов. Источник содержит силовой выпрямитель 1, фильтр 2, тиристорный ключ 3 фильтр , силовой транзистор 5, тиристорный ключ 6, реверсирующий тиристорный мост 7| блок 8 формирования управляющих сигналов полярности, блок 9 широтно-импульсного регулирования, усилитель 10 мощности, аналоговый ключ 11, выпрямитель 12, сумматор 13 компаратор 14, источник 15 опорного напряжения, блок 16 одновибраторов, источник 17 сигнала обратной связи и источник 18 входного регулирования напряжения, 1 ил. I (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С О1 К 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4791628/21 (22) 18,12,89 (46) 07,С5.92. Бюл. !" 17 (7!) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) В,С,Мадай и В.В.Мудрицкий (53) 621.3 17,44 (088.8) (56) Приборы и техника эксперимента, 1988, 4" 6, с. 131-133. (54) ИСТОЧНИК ТОКА ЭЛЕКТРОМАГНИТА

СИЛЬН61Х ПОЛЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения в регулируемых источниках тока обмоток электромагнита сильных полей в составе магнитоизмерительных сис„„Я0„„1732304 А 1

2 тем для исследования свойств высококоэрцитивных магнитотвердых материалов и испытания постоянных магнитов, Источник содержит силовой выпрямитель 1, фильтр 2, тиристорный ключ 3, фильтр 4, силовой транзистор 5, тиристорный ключ 6, реверсирующий тиристорный мост 7, блок 8 формирования управляющих сигналов полярности, блок

9 широтно-импульсного регулирования, усилитель 10 мощности, аналоговый ключ 11, выпрямитель 12 сумматор 13 компаратор 14, источник 1.5 опорного напряжения, блок 16 одновибраторов, источник 17 сигнала обратной связи и источник 18 входного регулирования напряжения. 1 ил, 3

Изобретение относится к электротехнике, в частности:к магнитным измерениям и преобразовательной технике, и предназначено для применения в регулируемых источниках тока обмоток электромагнита сильных полей, входящего в состав магнитоизмерительных систем для исследования свойств вь сококоэрцитивных магнитотвердых материалов и испытания постоянных магнитов, где необходимо иметь значитель" ную выходную мощность, широкий диапазон регулирования низкое значение пулЬсаций выходного напряжения во 15 всем диапазоне регулирования.

Цель изобретения - повышение выходной мощности регулируемого источника тока, На чертеже представлена струк- 20 турная схема источника тока электромагнита сильных полей.

Источник тока электромагнита сильных полей состоит из силового выпрямителя 1 сетевого напряжения, 25 фильтра 2, тиристорного ключа 3,фильтра 4, силового транзистора 5, шунтирующего тиристорного ключа 6, реверсирующего тиристорного моста 7, блока

8 формирования управляющих сигналов З0 полярности, блока 9 широтно-импульсного регулирования, усилителя 10 мощности, аналогового ключа 11, выпрямителя 12, сумматора 13, компаратора

14, источника 15 опорного напряжения, блока 16 одновибраторов, источника

1 17 сигнала обратной связи и источника 18 входного регулирования напряжения. К выходным выводам тиристорного широтно-импульсного источ- щ ника тока подключена обмотка 19 электромагнита сильных полей, Силовой выпрямитель 1 входными выводами подключен к сети, а выходами - к входу фильтра 2, выходные выводы которого соединены в последовательную цепь с тиристорным клю— чом 3 и входными выводами фильтра 4, Выходные выводы фильтра 4 включены в последовательную цепь, состоящую из звена параллельно соединенных силового транзистора 5 с шунтирующим тиристорным ключом 6 и из входных выводов реверсирующего тиристорного моста 7, выходные выводы которого являются выходными выводами устройства, Источник 17 входного напряжения и источник 18 сигнала обратной связи подключены к входам сум4 матора 13. К выходу сумматора 13 подключены входы выпрямителя 12 и блока 8 формирования управляющих сигналов полярности, К выходу выпрямителя 12 подключены вход блока 9 широтно-импульсного регулирования, инвертирующий вход компаратора 14 и аналоговый вход ключа 11. Рва выходных вывода блока 9 соединены с управляющими входами тиристорного ключа 3, а два выходных вывода блока

8 подключены к входам управления реверсирующего тиристорного моста 7.

Выходные, инвертирующий и неинвертирующий выводы компаратора 14 соединены с входами блока 16 одновибраторов, а выхолы блока 16 одновибраторов соеринены с управляющими входами шунтирующего тиристорного ключа 6, Управляющий вход ключа 11 подключен к неинвертируащему выходу компаратора 14, а выход ключа 11 соединен с входом усилителя 10 мощности, один выход которого соединен с эмиттером транзистора 5,,а другой - с базой транзистора 5, Реверсирующий тиристорный мост .7 представляет собой мостовую схему включенных тиристоров, в которой узел соединения анодов тиристоров является положительным входным выводом, узел соединения катодов является отрицательным входным выводом, а его нагрузка включена в другую диагональ.

Источник тока электромагнита сильных полей работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда напряжение источника 18 входного регулирующего напряжения и напряжение источника 17 сигнала обратной связи отсутствуют, выходные напряжения сумматора 13 и выпрямителя 12 равны нулю. При этом входное напряжение блока 9 широтно-импульсного регулирования равно нулю, его выходные импульсы отсутствуют, тиристорный ключ 3 закрыт и в силовой цепи источника ток напряжения U выпрямленного выпрямителем 1 и сглаженного фильтром 2, отсутствует, Напряжение на входе блока 8. формирования управляющих сигналов полярности также отсутствует, управляющие импульсы на его выходе отсутствуют и тиристоры реверсирующего моста 7 закрыты. Во время плавного возрастания входного напряжения U „ источника 18 до vooa2304 6

10

4S

5

173 ня опорного напряжения U источника 15 возрастает выходное напряжение сумматора 13, что приводит к формированию блоком 8 серии отпирающих импульсов тиристоров реверсирующего моста 7, которые включают тиристорную пару, чем обеспечивается направление тока iH в обмотке 19 электромагнита сильных полей, соответствующее полярности входного напряжения. В этом режиме выходное напряжение выпрямителя 12 является входным напряжением блока 9 и обеспечивает формирование блоком 9 управляющих импульсов Uo U, обеспечивающих минимально возможные длительности

Т открытого состояния ключа 3, мин что приворит к появлению постоянного напряжения U на выходе фильтра 4, Уровень выходного напряжения на выходе выпрямителя 12 определяет высокий уровень напряжения на неинвертированном выходе компаратора, которым открывается аналоговый ключ 11, выходным напряжением выпрямителя через ключ 11 и с помощью усилителя 10

,управляется силовой транзистор 5, ток через который пропорционален при этом выходному напряжению сумматора, 13, а блок l6 формирует запирающие импульсы ключа 6, Таким образом, ток в обмотке 19 электромагнита прои порционален регулирующему напряжению на выходе сумматора 13 и имеет направление, соответствующее его полярности, Дальнейшее возрастание входного напряжения U < до уровня, превышающего напряжение 11О„ источника 15 опорного напряжения, на инвертиро.-ванном выходе компаратора 14 присутствует низкий уровень напряжения> при котором ключ 11 закрыт, силовой транзистор 5 закрыт, а высокий уровень напряжения на инверторном выхо-. де компаратора 14 соответствует формированию отпираюц|их импульсов тиристорного ключа 6 блоком одновибраторов. В этом режиме блоком 9 формируются импульсы управления Uo, Uy тиристорного ключа 3, изменяющие скважность формируемых импульсов напряжения Uy, чем обеспечивается регулирование силы тока i> в обмотке 19 электромагнита, пропорционально управляющему напряжению на выходе сумматора 1 3. Изменение полярности уп" равляющего напряжения на выходе сумматора 13 приводит к переключению режима работы блока 8 и формированию им управляющих импульсов, отпирающих лругую тиристорную пару моста 7, обеспечивающую другое направление тока в обмотке электромагнита. Это переключение возможно при отсутствии тока в силовой цепи источника, т.е, когда выходное напряжение сумматора 13 переходит через нуль и вся cxe" ма устройства переходит через исходное состояние, формула изобретения

Источник тока электромагнита сильных полей, содержащий многовходовой силовой выпрямитель, к выходу которого подключен первый фильтр к первому выходу которого подключен первым входом второй фильтр, к первому выходу которого подключен эмиттер силового транзистора, между эмиттером и базой которого подключен усилитель мощности, сумматор, к первому и второму входам которого подключены соответственно источник входного напряжения и источник сигнала обратной связи, блок широтно-импульсного регулирования, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью-повышения выходной мощности, в него введены последовательно соединенные источник опорного напряжения, компаратор, одновибратор и первый тиристорный ключ, последовательно соединенные формирователь управляющих сигналов полярности и реверсирующий тиристорный мост, а также выпрямитель, аналоговый ключ и второй тиристорный ключ, включенный между вторым выходом первого Фильтра и вторым входом второго фильтра, управляющие входы которого подключены к выходам блока широтно-импульсного регулирования, к коллектору силового транзистора и второму выходу второго фильтра подключены входы реверсирующего тиристорного моста, выходами подключенного к обмотке электромагнита, к выходу сумматора подключены входы выпрямителя и блока формирования управляющих сигналов полярности, к выхолу выпрямителя подключены вход блока широтно-импульсного регулирования, первый вход аналого" вого ключа и инвертирующий вход компаратора, между коллектором и эмит7, 1732304

Ъ тером силового транзистора, подклю- . подключен второй вход аналогового чены выходы первого тиристорного ° ключа, к выходу которого подключен ключа, к прямому выходу компаратора, вход усилителя мощности, I

С оста в ит ел ь Л. Уст и нова

Редактор Л,Козориэ Техред M.дидык Корректор Л,Пилипенко

Заказ 1581. - Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óçãoðîä, ул. Гагарина,101