SU1050401A1

SU1050401A1 - Direct current stabilizing device

Info

Publication number: SU1050401A1
Application number: SU813328140A
Authority: SU
Inventors: В.Н. Дорошенко; А.А. Тункин
Original assignee: Предприятие П/Я А-7904
Priority date: 1981-08-07
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1984-12-23

Abstract

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее регулй-V руемый источник тока, один выходной, вывод которого подсоединен к первой клемме дл подключени нагрузки, а другой через первый элемент индуктив-; ност - ко второй клемме дл подключени нагрузки, зада ций источник Тока, выходом соединенный со вторым элементом индуктивности, и сверхпроВОДЯ1ЦИЙ трансформатор потока,. вклю/ ающий последовательно соединенные нагрузочную, задающую и измерительную обмотки, магнитно св занные-соответственно с первым и вторым элементами индуктивности и нуль-органом магнитного потока, выход которого соединен с управл ющим входом регули руемого источника тока, отличающеес тем, что, с целью расширени диапазона регулировани в сторону больших токовJ в него введе ы два сверхпровод щих ключа, один из которых подключен параллельно цепи КЗ нагрузочной и измерительной обмо- ток, а другой включен между измерительной и задающей обмотками. Фиг.1A DC CONTROLLING DEVICE containing a regulated-V current source, one output, the output of which is connected to the first terminal for connecting the load, and the other through the first inductive element; nost - to the second terminal for connecting the load, tasks, the source of current, the output connected to the second inductance element, and the superconducting flow transformer. including serially connected load, master and measuring windings, magnetically connected, respectively, with the first and second inductance elements and the zero flux body, the output of which is connected to the control input of the regulated current source, characterized in that of the control range in the direction of high currents, two superconducting switches are inserted into it, one of which is connected in parallel to the short circuit of the load and measuring windings, and the other is connected between the measuring and ayuschey windings. 1

Description

Изобретение относитс к электротехнике , конкретно к системам питани анализирующих магнитов электрон ных микроскопов. Известен стабилизатор посто нного тока М, в котором к регулируемому источнику посто нного тока подсоединена последовательна токова цепь, содержаща нагрузку и элемент индуктивности . С элементом индуктивности магнитно св зан сверхпровод щий квантовый магнитньй интерферометр, выход которого подключен к управл ющему входу источника тока,. В таком устройстве стабилизируемый ток от источника , проход через элемент индуктивности , создает магнитный поток, Измене .ние магнитного потока воздействует на квантовый интерферометр, который вырабатывает сигнал, отрицательной обратной св зи, подаваемый на вход управлени источника тока. Недостатком такого устройства вл етс узкий диапазон регулировани тока. изменить выходной ток, .необходимо вывести квантовый интерферометр из сверхпровод щего состо ни и перестроить источник на новый уровень за счет внутренних св зей. Известен стабилизатор посто нного тока 2, вл ющийс наиболее близким техническим решением к данному изобре тению, содержащий регулируемый источник тока, один выходной вывод которого подсоединен к первой клемме дл подключени нагрузки, а другой через первьй элемент индуктивности - ко вто рой клемме Дл подключени нагрузки, задающий источник тока, выходом соединенный со вторым элементом индуктив ности, и сверхпровод щий трансформатор потока, включающий последовательно соединенные нагрузочную, задающую и измерительную обмотки, магнитно св занные соответственно с первым и вто рьм элементами индуктивности и нульорганом магнитного потока, выход которого соединен с управл ющим входом регулируемого источника тока. Недостатком такого устройства вл етс узкий диапазон регулировани тока. Диапазон регулировани ограничен токовыми параметрами источника эталонного тока (максимальньм током); Целью изобретени вл етс расшир ние диапазона регулировани посто нного тока в сторону больших токов. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство регулировани посто нного тока, содержащее регулируемый источник тока, один выходной вывод которого подсоединен к первой клемме дл подключени нагрузки, задающий источник тока, выходом соединенный со вторым элементом индуктивности, и сверхпровод 1щй трансформатор потока , включающий последовательно соединенные нагрузочную, задающую и измерительную обмотки, магнитно св занные соответственно с первым и вторьм элементами индуктивности, и нуль-орган магнитного потока, вы ход которого соединен с управл ющим входом регулируемого источника тока, введены ва сверхпровод щих ключа, один из которых подключен параллельно цепи из нагрузочной и измерительной обмоток,.а другой включен между измерительной и задающей обмотками. На фиг. 1 представлена схема устройства регулировани посто нного тока; на фиг. 2 - диаграммы изменени токов в задающей катушке, задающей обмотке, нагрузочной обмотке. I Устройство содержит регулируемьй источник посто нного тока 1, к которому подсоединена последовательна токова цепь с нагрузкой 2 и первым элементом индуктивности 3. С элементом индуктивности магнитно св зана . . нагрузочна обмотка 4 сверхпровод щего трансформатора потока 5. Последовательно нагрузочной обмотке в транс- . форматоре потока подключены измерит-ельна обмотка 6 и задающа обмотка 7. С задающей обмоткой магнитно св зан второй элемент индуктивности 8, подсоединенный к задающему источнику тока 9. С измерительной обмоткой магнитно св зан нуль-Морган магнитного потока 10, выход которого подсоединен к входу регулируемого источника. Параллельно нагрузочной и измерительной обмоткам подсоединен параллельный сверхпровод щий ключ 11. Последовательно мезкду измерительной и задающей обмотками в сверхпровод щем трансформаторе включен сверхпровод щий ключ 12. Устройство работает следующим образом . Регулируемый ток от источника 1 проходит через нагрузку 2 и элемент индуктивности 3. Этот ток, преобразованный в магнитный поток, наводитThe invention relates to electrical engineering, specifically to power supply systems for analyzing magnets of electron microscopes. A DC regulator M is known, in which a series current circuit comprising a load and an inductance element is connected to a regulated DC source. A superconducting quantum magnetic interferometer, the output of which is connected to the control input of the current source, is magnetically coupled to the inductance element. In such a device, the stabilized current from the source, the passage through the inductance element, creates a magnetic flux. Changing the magnetic flux affects the quantum interferometer, which produces a negative feedback signal fed to the control input of the current source. The disadvantage of such a device is the narrow range of current control. change the output current, it is necessary to bring the quantum interferometer out of the superconducting state and to rebuild the source to a new level due to internal connections. A DC stabilizer 2 is known, which is the closest technical solution to this invention, containing a controlled current source, one output terminal of which is connected to the first terminal for connecting the load, and the other through the first inductance element to the second terminal. master current source, output connected to the second inductance element, and superconducting flow transformer, including series-connected load, master and measuring windings, mag They are connected with the first and second inductance elements and the null-organ of the magnetic flux, the output of which is connected to the control input of the controlled current source. The disadvantage of such a device is the narrow range of current control. The control range is limited by the current parameters of the reference current source (maximum current); The aim of the invention is to extend the range of direct current control in the direction of high currents. The goal is achieved by the fact that a direct current control device containing an adjustable current source, one output terminal of which is connected to the first terminal for connecting the load, specifies the current source, the output connected to the second inductance element, and the superconducting 1 st current flow transformer connected in series load, driver and measuring windings, magnetically connected respectively with the first and second elements of inductance, and a null organ of magnetic flux, the output of which It is connected to the control input of a regulated current source, a superconducting key is inserted, one of which is connected in parallel to the circuit from the load and measuring windings, and the other is connected between the measuring and master windings. FIG. 1 is a schematic of a DC control device; in fig. 2 - diagrams of change of currents in the driver coil, the driver winding, the load winding. I The device contains an adjustable direct current source 1, to which a series current circuit is connected with a load 2 and the first inductance element 3. A magnetic inductance element is connected to the inductance element. . load winding 4 of a superconducting flow transformer 5. Sequentially load winding in trans-. The flow format is connected to a measuring winding 6 and a setting winding 7. A second inductance element 8 is magnetically connected with the setting winding and connected to a setting current source 9. A zero-Morgan magnetic flux 10 is connected magnetically to the measuring winding, the output of which is connected to the controlled input source. A parallel superconducting switch 11 is connected in parallel with the load and measuring windings. A superconducting switch 12 is connected in series with the measuring and reference windings in a superconducting transformer. The device operates as follows. The regulated current from source 1 passes through load 2 and inductance element 3. This current, converted into magnetic flux, induces

в нагрузочной обмотке 4 сверхпровод щего трансформатора 5 сверхпровод щий ток. Аналогично ток задающего источника 9, преобразованный в элементе индуктивности 8 в магнитный поток, наводит в задающей обмотке 7 сверхпровод щий ток. Разность сверхпровод щих токов в трансформаторе потока при условии, что ключ 1t разомкнут, а ключ 12 замкнут, преобразуетс в измерительной обмотке 6 в магнитный поток, соответственно которому нульорган магнитного потока 10 вырабатывает сигнал обратной св зи, управл ющий регулируемым источником тока. Дл расшире1й1 диапазона регулировани посто нного тока в схему дополнительно введены параллельньй сверхпровод щий ключ 11, подключенный параллельно нагрузочной и измерительной обмоткам сверхпровод щего трансформатора и последовательный сверхпровод щий ключ 12, включенный последовательно и сверхпровод щий трансформатор между измерительной и эталсГнной обмотками. При подключении-задающего источника 9 ток ij будет нарастать в злементе 8 (фиг.2а), ключи 11 и 12 разомкнуты, т.е. вл ютс резисторами. На клеммах задающей обмотки 7 наводитс напр жение. Когда ток достигнет заданной величины 33(1) напр жение на обмотке 7 равно нулю. Ключ 12 зa ыкaeтc , т.е. становитс сверхпровод щим. После этого производитс переключение задающего источника так, что ток через элемент 8 течет в. обратном направлении . В трансформаторе 5 наводитс in the load winding 4 of the superconducting transformer 5, the superconducting current. Similarly, the current of driver source 9, transformed in inductance element 8 into magnetic flux, induces superconducting current in driver winding 7. The difference between the superconducting currents in the flux transformer, provided that the key 1t is open and the key 12 is closed, is converted in the measuring winding 6 into a magnetic flux, according to which the null-organ magnetic flux 10 generates a feedback signal controlling an adjustable current source. For widening the range of direct current control, a parallel superconducting key 11 is added to the circuit, connected in parallel to the load and measuring windings of the superconducting transformer and a serial superconducting key 12, connected in series and the superconducting transformer between the measuring and the emitting windings. When connecting-specifying the source 9, the current ij will increase in the terminal 8 (FIG. 2a), the keys 11 and 12 are open, i.e. are resistors. A voltage is applied to the terminals of the driver winding 7. When the current reaches a predetermined value of 33 (1), the voltage on winding 7 is zero. Key 12 for the type, i.e. becomes superconducting. After that, switching of the driver is made so that the current through the element 8 flows into. the opposite direction. Transformer 5 induces

. ток 1 ((iz (фиг. 26). При неиэменном значении абсолютной величиныJ разность потенциалов, на кгйоче 11 рав на нулю и его можно замкнуть, не измен магнитный поток трансформатора Теперь при изменении тока источника 9 от -За ДОЭ1 (ъ трансформаторе пройдет в обход обмотки 7 через ключ 11. Ключ 12 размыкаетс и в замкнутом контуре, включающем обмотки 4и 6 и ключ 11, остаетс замороженный сверхпровод щий ток 2 (фиг. 2в), относительно Которого ведетс регулирование тока в нагрузке. При зтом полностью отключаетс зада-.. current 1 ((iz (fig. 26). If the absolute value of the absolute value is J, the potential difference is equal to zero at 11 km and can be closed without changing the magnetic flux of the transformer Now when the current of the source 9 changes from -3 to DOE1 ( bypassing winding 7 through key 11. Key 12 opens in a closed circuit, including windings 4 and 6 and key 11, there remains a frozen superconducting current 2 (Fig. 2c), against which current in the load is controlled.

ющий источник тока. Повьшение заданной величины сверз провод щего тока в нагрузочной обмотке трансформатора потока производитс следующим current source. The increase in the predetermined magnitude of the perforated conductive current in the load winding of the flow transformer is as follows

образом. Увеличиваетс ток через зле мент 8 до величины разомкнутом ключе 12 напр же-ние на задающей обмотке становитс равным нулю. Ключ 12 замыкаетс (i4) . Ток ij уменьшаетс с величины Jj до величины- -, , (tg). В обмотке 7 наводитс ток ij . Ток через ключ 11 становитс равным нулю. Ключ 11 размыкаетс . Затем ток источника 9 снижаетс до-35(1). В кольце трансформатора потока 5 изменитс магнитный поток, что приведет к протеканию TOKaij iij . При неизменном задающем токе Образность потенциалов на ключе 11 равна нулю и его можно замкнуть, не измен магниного потока в трансформаторе 5. Увелчение тока ц c-J,j уменьшает ток через ключ 12 до нул и его можн разомкнуть. Таким образом, в кольце из обмоток 4 и 6 и клю51а 11 наводитс сверхпровод щий ток, прэвышакщий величину тока, наведенногр в трансформаторе потока при разовой трансформации от задающего источника. Повтор описанный цикл заведени тока в сверхпровод щий трансформатор, потока,можно значительно увеличить замороженный в нем опорныйток, что в свою очередь, позволит .регулироват большие токи в нагрузке. Далее регулирование ведетс при отключенном .источнике задающего тока, относительно сберхпровод щего тока, замороженного в кольце из нагрузочной и измерительной обмоток и ключа 11. В зтом же кольце наводитс сверхпровод щий ток от цепи регулируемого источника. Разность сверхпровод щих токов преобразовываетс в измерительной ка- тушке в отклонение магнитного пол , соответственно которому нуль-орган магнитного потока вырабатывает сигнал обратной св зи, управлтощий регyлиpye alIм источником тока.in a way. The current through the evil element 8 increases to the value of the open key 12; the voltage on the master winding becomes zero. Key 12 closes (i4). The current ij decreases from Jj to -,, (tg). In winding 7, a current ij is induced. The current through switch 11 becomes zero. Key 11 opens. Then the current of source 9 decreases to -35 (1). In the ring of the flux transformer 5, the magnetic flux will change, which will lead to the flow of TOKaij iij. With a constant driver current, the imaging potential on key 11 is zero and can be closed without changing the magnet flux in transformer 5. Increasing the current q c-J, j reduces the current through key 12 to zero and can be opened. Thus, in the ring of windings 4 and 6 and club 11a, superconducting current is induced, the forward magnitude of the current induced in the flow transformer during one-time transformation from the driver. The repetition of the described cycle of introducing a current into a superconducting transformer, of a flux, can significantly increase the supporting current frozen in it, which in turn will allow the adjustment of large currents in the load. Further regulation is carried out when the source current is turned off, with respect to the superconducting current frozen in the ring from the load and measuring windings and the key 11. In the same ring, the superconducting current is induced from the circuit of the controlled source. The difference in the superconducting currents is converted in the measuring coil into a magnetic field deviation, according to which the null-organ of the magnetic flux produces a feedback signal controlling the control by the alI current source.

Дл режима работы с замороженным потоком в сверхпровод щем трансформаторе значительно снижаютс требовани к стбильности задакнцего источника тока.For a frozen flow operation in a superconducting transformer, the requirements on the stability of the current source are significantly reduced.

Использование устройства позволит осуществл ть регулирование с высокой точностью и стабильностью токов до 100 А, что на два пор дка выше, чем у прототипа. При этом возможность циклического подключени эталонного источника только на врем настройки значительно уменьшает энергозатраты и повышает КПД устройства.The use of the device will allow regulation with high accuracy and stability of currents up to 100 A, which is two orders of magnitude higher than that of the prototype. At the same time, the possibility of cyclic connection of the reference source only for the tuning time significantly reduces energy consumption and increases the efficiency of the device.

Claims

A DC CONTROL DEVICE containing an adjustable current source, one output terminal of which is connected to the first terminal to connect the load, and the other through the first inductance-: current element, output connected to the second inductance element, and a superconducting flux transformer including a series-connected load winding, magnetically responsible with the first inductance of the magnetic flux, the output of which is connected to the control input of an adjustable current source In order to achieve a large current range, two superconducting switches are introduced into it, one of which is connected in parallel to the circuit from the load and measuring coils — and the connected soybeans by the second ele- ment by a zero-organ, so that, with the aim of >.

1 1050401