SU1732304A1 - Источник тока электромагнита сильных полей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  применени  в регулируемых источниках тока обмоток электромагнита сильных полей в составе магнитоизмерительных систем дл  исследовани  свойств высококоэрцитивных магнитотвердых материалов и испытани  посто нных магнитов. Источник содержит силовой выпр митель 1, фильтр 2, тиристорный ключ 3 фильтр , силовой транзистор 5, тиристорный ключ 6, реверсирующий тиристорный мост 7| блок 8 формировани  управл ющих сигналов пол рности, блок 9 широтно-импульсного регулировани , усилитель 10 мощности, аналоговый ключ 11, выпр митель 12, сумматор 13 компаратор 14, источник 15 опорного напр жени , блок 16 одновибраторов, источник 17 сигнала обратной св зи и источник 18 входного регулировани  напр жени , 1 ил. I (/

Description

1

со

(о

со

2

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к магнитным измерени м и преобразовательной технике , и предназначено дл  применени  в регулируемых источниках тока обмот электромагнита сильных полей, вход щего в состав магнитоизмерительных систем дл  исследовани  свойств высококоэрцитивных магнитотвердых материалов и испытани  посто нных магнитов , где необходимо иметь значителную выходную мощность, широкий диапазон регулировани  низкое значение пульсаций выходного напр жени  во всем диапазоне регулировани .

Цель изобретени  - повышение выходной мощности регулируемого источника тока,

На чертеже представлена структурна  схема источника тока электромагнита сильных полей.

Источник тока электромагнита сильных полей состоит из силового выпр мител  1 сетевого напр жени , фильтра 2, тиристорного ключа 3,фильра , силового транзистора 5, шунтирующего тиристорного ключа 6, реверсирующего тиристорного моста 7t блок 8 формировани  управл ющих сигналов пол рности, блока 9 широтно-импульс- ного регулировани , усилител  10 мощности , аналогового ключа 11, выпр мител  12, сумматора 13, компаратора 1, источника 15 опорного напр жени  блока 16 одновибраторов, источника J17 сигнала обратной св зи и источника 18 входного регулировани  напр жени  . К выходным выводам тиристорного широтно-импульсного источника тока подключена обмотка 19 электромагнита сильных полей.

Силовой выпр митель 1 входными выводами подключен к сети, а выходами - к входу фильтра 2, выходные выводы которого соединены в последовательную цепь с тиристорным ключом 3 и входными выводами фильтра +. Выходные выводы фильтра включены в последовательную цепь, состо щую из звена параллельно соединенных силового транзистора 5 с шунтирующим тиристорным ключом 6 и из входных выводов реверсирующего тиристорного моста 7i выходные выводы которого  вл ютс  выходными выводами устройства . Источник 17 входного напр жени  и источник 18 сигнала обратной св зи подключены к входам сум

5

матора 13. К выходу сумматора 13 подключены входы выпр мител  12 и блока 8 формировани  управл ющих сигналов пол рности. К выходу выпр мител  12 подключены вход блока 9 широтно-импульсного регулировани , инвертирующий вход компаратора И и аналоговый вход ключа 11. Два выQ ходных вывода блока 9 соединены с управл ющими входами тиристорного ключа 3, а два выходных вывода блока 8 подключены к входам управлени  реверсирующего тиристорного моста 7.

5 Выходные, инвертирующий и неинвертирующий выводы компаратора соединены с входами блока 16 одновибраторов , а выходы блока 16 одновибраторов соединены с управл ющими входами шунтирующего тиристорного i ключа 6 Управл ющий вход ключа 11 подключен к неинвертирующему выходу компаратора 1, а выход ключа 11 соединен с входом усилител  10 мощности, один выход которого соединен с эмиттером транзистора 5,,а другой - с базой транзистора 5, Реверсирующий ти- ристорный мост 7 представл ет собой мостовую схему включенных тиристоров, в которой узел соединени  анодов тиристоров  вл етс  положительным входным выводом, узел соединени  катодов  вл етс  отрицательным входным выводом , а его нагрузка включена в другую диагональ.

Источник тока электромагнита сильных полей работает следующим образом .

В исходном состо нии, когда напр жение источника 18 входного регулирующего напр жени  и напр жение источника 17 сигнала обратной св зи отсутствуют, выходные напр жени  сумматора 13 и выпр мител  12 равны нулю. При этом входное напр жение блока 9 широтно-импульсного регулировани  равно нулю, его выходные импульсы отсутствуют, тиристорный ключ 3 закрыт и в силовой цепи источника ток напр жени  и , выпр мленного выпр мителем 1 и сглаженного фильтром 2, отсутствует. Напр жение на входе блока 8 формировани  управл ющих сигналов пол рности также отсутствует , управл ющие импульсы на его выходе отсутствуют и тиристоры реверсирующего моста 7 закрыты. Во врем  плавного возрастани  входного напр жени  UBX источника 18 до YDQB0

5

0

5

0

5

н  опорного напр жени  U источника 15 возрастает выходное напр жение сумматора 13, что приводит к формированию блоком 8 серии отпирающих импульсов тиристоров реверсирующего моста 7, которые включают тиристор- ную пару, чем обеспечиваетс  направление тока 1ц в обмотке 19 электро10

15

20

30

магнита сильных полей, соответствующее пол рности входного напр жени . В этом режиме выходное напр жение выпр мител  12  вл етс  входным напр жением блока 9 и обеспечивает формирование блоком 9 управл ющих импульсов U0, U-2, обеспечивающих минимально возможные длительности Тмин открытого состо ни  ключа 3, что приводит к по влению посто нного напр жени  U4 на выходе фильтра 4, Уровень выходного напр жени  на выходе выпр мител  12 определ ет высокий уровень напр жени  на неинвертированном выходе компаратора, которым открываетс  аналоговый ключ 11, вы- ходным напр жением выпр мител  через ключ 11 и с помощью усилител  10 |управл етс  силовой транзистор 5, ток через который пропорционален при этом выходному напр жению сумматора 13, а блок 16 формирует запирающие импульсы ключа 6, Таким образом, ток 1ц в обмотке 19 электромагнита пропорционален регулирующему напр жению на выходе сумматора 13 и имеет направление, соответствующее его пол рности

Дальнейшее возрастание входного напр жени  .UЬх до уровн , превышающего напр жение Uon источника 15 опорного напр жени , на инвертиро-- ванном выходе компаратора присутствует низкий уровень напр жени 4 при котором ключ 11 закрыт, силовой транзистор 5 закрыт, а высокий уровень напр жени  на инверторном выходе компаратора Ik соответствует формированию отпирающих импульсов тиристорного ключа 6 блоком одно- вибраторов, В этом режиме блоком 9 формируютс  импульсы управлени  U0, U-L тиристорного ключа 3, измен ющие скважность формируемых импульсов напр жени  Uг., чем обеспечиваетс  регулирование силы тока i в обмотке 19 55 электромагнита, пропорционально управл ющему напр жению на выходе сумматора 13. Изменение пол рности ynw равл ющего напр жени  на выходе сум35

40

45

SO

25

10

,

73230 6

матора 13 приводит к переключению режима работы блока 8 и формированию им управл ющих импульсов, отпирающих другую 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 напр жение сумматора 13 переходит через нуль и вс  схе ма устройства переходит через исходное состо ние.

15

Фо-рмула изобретени 

0

0

5

5

0

5

O

Источник тока электромагнита сильных полей, содержащий многовходовой силовой выпр митель, к выходу которого подключен первый фильтр к первому выходу которого подключен первым входом второй фильтр, к первому выходу которого подключен эмиттер силового транзистора, между эмит-. 5 тером и базой которого подключен

усилитель мощности, сумматор, к первому и второму входам которого подключены соответственно источник входного напр жени  и источник сигнала обратной св зи, блок широт- но-импульсного регулировани , о т- личающийс  тем, что, с целью-повышени  выходной мощности, в него введены последовательно соединенные источник опорного напр жени , компаратор, одновибратор и первый тиристорный ключ, последовательно соединенные формирователь управл ющих сигналов пол рности и реверсирующий тиристорный мост, а также выпр митель, аналоговый ключ и второй тиристорный ключ, включенный между вторым выходом первого фильтра и вторым входом второго фильтра, управл ющие входы которого подключены к выходам блока широтно-импульсного регулировани , к коллектору силового транзистора и второму выходу второго фильтра подключены входы реверсирующего тиристорного моста, выходами подключенного к обмотке электромагнита , к выходу сумматора подключены входы выпр мител  и блока формировани  управл ющих сигналов пол рности , к выходу выпр мител  подключены вход блока широтно-импульсного регулировани , первый вход аналогового ключа и инвертирующий вход ком-| паратора, между коллектором и эмит-

7.1732301 8

- v

тером силового транзистора, подклю- подключен второй вход аналогового

чены выходы первого тиристорного - ключа, к выходу которого подключен ключа, к пр мому выходу компаратора i вход усилител  мощности,

Claims (1)

1. Фо-р мула 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 тличающийся 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 выходу выпрямителя подключены вход блока широтно-импульсного регулирования, первый вход аналогового ключа и инвертирующий вход ком- ( паратора, между коллектором и.энит.1732304 8 • -к ” тером силового транзистора, подключены выходы первого тиристорного ключа, к прямому выходу компаратора ' подключен второй вход аналогового ключа, к выходу которого подключен вход усилителя мощности.

   ⁵⁰