Генератор квазитреугольных импульсов тока

 

O n И С A Н И Е <ц884097

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17,03.80 (2l )2893858/18 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано23.11.81. Бюллетень ¹43

Дата опубликования описан ив 23, 1 1.8 1 (5))М. Кл.

Н 03 К 4/06

3Ъвударственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДK 621.373 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. А. Отрубянников и А. С. Сафронов

Научно-исследовательский институт электронной интроскопии (7l) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР КВАЗИТРЕУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

ТОКА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования квазитреугольных импульсов тока в индуктивных нагрузках, напри.мер в электромагнитах индукционных ус5 корителей заряженных частиц.

Известен генератор квазитреугопьных импульсов тока, который содержит накопительную конденсаторную батарею, присоединенную к основной обмотке электромагнита через вентильный коммутационный узел, коммутируюшую обтмотку со ср".д; ней точкой, выводы обмотки связаны между собой через согласно включенные тиристоры коммутации, коммутирующий кон-, денсатор, присоединенный между средней точкой коммутирующей обмотки и общей точкой тиристоров. Коммутирующие обмотки работают поочередно, в зависимости . от полярности напряжения на коммутирующем конденсаторе t 1)

Однако в известном генераторе режим работы коммутирующего конденсатора двуполярный, что приводит к уменьшению надежности всего устройства в целом, так как долговечность конденсаторов, работаюших в режиме перезаряда меньше, чем у конденсаторов, работающих в однополярном режиме (без перезаряда) °

1 ель изобретения - повьапение надеж ности генератора.

Ътя достижения цели в генераторе квазит треугольных импульсов тока, содержащем накопительную конденсаторную батарею, присоединенную к основной обмо же электромагнита через вентильный комму тационный узел, коммутирующую обмотку электромагнита, ключ, конденсатор, коммутирующая обмотка электромагнита, ключ, конденсатор, источник постоянного напряжения включены последовательно, параллельно,.конденсатору вклточен диод в направлении, обратном полярности источника постоянного напряжения, параллельно конден.» сатору дополнительно включен тиристор в направлении, обратном включении диода.

3 8840

При указанном конструктивном построении генератора коммутирующий конденса; тор работает в однополярном режиме.

На фиг. 1 представлено принципиальную электрическую схему генератора", на фиг. 2 — эпюры напряжений и токов на элементах генератора и магнитный поток в электромагните.

Генератор содержит накопительную конденсаторную батарею 1, вентильный коммутационный узел 2, электромагнит 3; основную обмотку 4, электромагнита, коммутирующую обмотку 5 электромагнита, ключ 6, источник 7 постоянного напряжения, конденсатор 8, диод 9, тиристоры 10 и 11 коммутационного узла 2, диоды 12 и 13 коммутационного узла 2, тиристор 14.

На фиг. 2 представлены следующие эпюры: 15 - ток в основной обмотке 4 электромагнита, 16 — напряжение на основной обмотке 4 электромагнита, 17— напряжение на накопительной конденсаторной батарее 1, 18 — ток в коммутирующей обмотке 5, 3 9 — напряжение на коммутирующем конденсаторе 8, 20 - ма нитный поток в электромагните 3.

В исходном состоянии батарея 1 заряжена до требуемого напряжения с полярзо костью указанной на фиг. 1. Напряжение на конденсаторе 8 в исходном состоянии равно нулю, С приходом управляющих импульсов (момент времени ko, фиг. 2) на тиристоры 10 и 11 узла 2 начинается колебательный разряд батареи 1 на оо35 новную обмотку 4 электромагнита 3. При этом формируется фронт импульса тока, В момент времени 4q поступает запускаюший импульс на ключ 6 фиг. 2 . На4О пряжение источника 7 прикладывается к обмотке 5 и транспортируется в основную обмотку 4 величиной, большей остаточного напряжения на батарее 1. К тиристорам 10 и 11 прикладывается обратное напряжение, Ток основной обмотки 4

45 электромагнита 3 перехватывается обмоткой 5, а тиристоры 10 и ll обесточиваются, и под действием обратного напряжения выключаются. Поскольку ток в обмотке 5 (18, фиг. 2) резко возрастает, то начинается интенсивный заряд конденсатора 8 с полярностью, указанной на фиг..l в скобках. При протекании тока обмотки 5 (18, фиг. 2) через источник 7 происходит ввод энергии, компенсируюший потери энергии в генераторе за импульс.

В момент времени-Ь (фиг. 2) напряжение на конденсаторе 8 становится главным на97

4 пряжению источника 7 плюс остаточное напряжение на батарее 1, пересчитанное в в обмоху 5. С этого момента напряжение к диодам 12 и 13 прикладывается в прямом направлении, и они открываются.

Ток из обмотки 5 переходит в обмоч ку 4, батарея 1 начинает заряжаться напряжением прежней полярности . 3a счет энергии, накопленной в индуктивности рассеяния коммутирующего контура, напряжение на конденсаторе 8 изменяется быстрее, чем напряжение на батарее 1, пересчитанное в обмотку 5. Вследствие этого ключ 6 в момент времени 1 (фиг. 2) обесточивается и под действием обратного напряжения выключается. С момента времени по 4 (фиг. 2) энергия мат нитного поля электромагнита 3 возвращается в батарею 1, и в это время формируется срез импульса тока (15, фиг. 2).

В паузе между импульсами тока поступает запускающий импульс на ключ 6 и начинается колебательный разряд конденсатора 8 по цепи конденсатор 8 - обмотка 5 - ключ 6 - источник 7 — конденсатор 8. При разряде конденсатора 8 до нуля открывается диод 9 и конденсатор 8 шунтируется диодом, исключаюшим перезаряд конденсатора, При этом энергия, запасенная в магнитном поле, поступает в источник 7 по цепи обмотка 5— ключ 6 — источник 7 — дион 9 — обмотка 5. После разряда конденсатора 8 до нуля, схема готова к следующему циклу работы, в котором все процессы повторяются.

В индукционных ускорителях заряженных частиц, с целью улучшения условий захвата в ускорении частиц, в некоторых случаях желательно, чтобы магнитное поле в процессе захвата частиц нарастало медленнее, чем в процессе ускорения (дефорсировка магнитного поля). В описан— ной схеме генератора легко осуществить дефорсировку магнитного поля. Ъи этой цели достаточно ввести тиристор 14. Зля дефорсировки магнитного поля в момент времени 4 < (20, фиг. 2) поступают запускающие импульсы на ключ 6 и тирис— тор 14. Напряжение источника 7 прикладывается к обмотке 5, при этом происходит линейное нарастание тока в обмотке 5, В момент 6 о (20, фиг. 2), когда произошел захват частиц в ускорение, поступают запускающие импульсы на тиристоры

10 и 11. Напряжение батареи 1 тран формируется в обмотку 5 величиной, боль-

5 884097 Ь шей, чем. напряжение источника 7. К клю- мутирующая обмотка элекяромагнита, чу 6 и тиристору 14 прикладывается об- ключ, конденсатор, источник постоянногг ратное напряжение. Ток обмотки 5 пере- напряжения включены последовательно, ходит в обмотку 4, ключ 6 и тиристор 14 параллельно конденсатору включен диод обесточиваются и под действием обратно- s в направлении, обратном полярности ного напряжения выключаются. точника постоянного напряжения.

Таким образом,коммутирующий конденсатор работает в однополярном режиме, что повышает надежность генератора, Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,. Авторское свидетельство СССР

М 663081 кл. Н 03 К 4/06, 1977 (прототип).

1. Генератор квазитреугольных импульсов тока, содержащий накопительную кон денсаторную батарею, присоединенную к основной обмотке электромагнита через вентильный коммутационный узел, коммутирующую обмотку электромагнита, ключ, конденcamp, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что с целью повышения надежности генератора, ком2. Генератор по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью двфорсирово ки магнитного полн, параллельно конден;

campy дополнительно включен тиристор в направлении, обратном включению дио» да, 884097

Составитель И. Белякова

Редактор Н, Йжуган Техред Т.Маточка Корректор М, Шароши

Заказ 10253/8З Тираж 991 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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