SU637043A1 - Устройство дл формировани импульсных магнитных полей - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, содержащее источник посто нного напр жени и накопительную конденсаторную батарею, присоединенную к .электромагниту через вентильньй коммутационный узел,.отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  габаритов и веса устройства, в электромагнит вместе с основной обмоткой возбуждени  помещаетс  обмотка ввода энергии, один конец которой через ограничивающий дроссель соединен с положительным полю-чсом источника питани , а другой конец присоединен к аноду тиристора, катод которого, подключен к отрицательному полюсу, источника питани , причем уп- равл кндий электрод тиристора через § формирователь задержанных импульсов присоединен к сигнальной обмотке, разумещенной на дросселе насыщени  комму-•ч;^ционного узла.(Лcz

Description

Vut.f

№

САЭ

Ч

О 4

СО Изобретение относитс  к импульсно технике и может быть использовано дл  формировани  импульсов тока в ин дуктивных нагрузках, например в электромагнитах циклических ускорите лей зар женных частиц. Известен генератор импульсов тока содержащий источник посто нного напр жени , накопительную конденсаторную батарею, подключенную к электромагни ту через вентильный коммутационный узел, представл ющий собой мост из уцравл емых и неуправл емых вентилей с устройством коммутации Q1 . Упом нутьй генератор служит дл  получени  квазитреугольнык или трапе цеидальных импульсо1з тока в электромагните , и его работа заключаетс  в соответствующей коммутации тока из цепи управл емых вентилей в цепь неуправл емых вентилей. Дл  компенсации потерь энергии сл жит источник посто нного напр жени , который в необходимый момент времени пoДkлючaeтc  к генератору. Все устройства ввода энергии реализуют два способа: параллельный и последовательный . Недостатком генератора  вл етс  То, что во врем  ввода энергии весь контурный ток протекает через источник питани , увеличива  габариты уст ройства и потери энергии. По технической сущности наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  формировани  импульсных магнитных полей, содержащее источник посто нного напр жени  и накопительную конденсаторную батарею, присоединенную к электромагниту через вентильный коммутационный узел 2 . Основным недостатком этого устройства  вл етс  ограниченна  величина макси1 ального напр жени  на кон туре без применени  согласующего трансформатора, так как отношение максимального напр жени  на накопительной конденсаторной батарее к напр жению источника питани  составл ет 5-6, Вентили ввода энергий работают в напр женном режиме, так как к ним прикладываетс  обратное напр жение , равное по величине разности максимального напр жени  на конденсаторной батарее и напр жени  источника питани . Цель изобретени  - уменьшение веса и габаритов устройства дл  формировани  импульсных магнитных полей Эта цель обеспечиваетс  тем, что в электромагнит вместе с основной обмоткой возбуждени  помещаетс  обмотка ввода энергии, один конец которой через ограничивающий дроссель соединен с положительным полюсом источника питани , а другой конец присоединен, к аноду тиристора, катод которого подключен к отрицательному полюсу источника питани , причем управл ющий электрод тиристора через формирователь задержанных импульсов присоединен к сигнальной обмотке, ра мещенной на дросселе насыщени  коммутационного узла. Применение обмотки ввода, подключенной к источнику питани , в предлагаемом устройстве позвол ет путем выбора соответствующего коэффициента трансформации между обмоткой возбуждени  и обмоткой, ввода получать на накопительной конденсаторной батарее практически любое напр жение при низковольтном источнике питани  и тем самым отказатьс  от согласующего трансформатора, а минимальное количество вентршей ввода энергии обеспечивает высокую надежность работы установки в целом. Принципиальна  схема предлагаемого устройства дл  формировани  импульсных магнитных полей представлена на фиг. 1. Основными элементами устройства  вг л ютс  накопительна  конденсаторна  батаре  1, вентильный коммутационный узел 2, электромагнит с обмоткой возбуждени  3 и обмоткой 4 ввода энергии , источник 5 посто нного напр жени , ограничивающий дроссель 6,тиристор 7 ввода, формирователь р задержанных импульсов и сигнальна  обмотка 9. Коммутационный узел 2 представл ет собой мост из управл емых (тиристоров 10, 10 ) и неуправл емых (диодов 11, 11) вентилей с дросселем насьщени  12. К одной диагонали коммутационного узла (к точкам соединени  одноименных электродов вентилей моста) присоединена обмотка возбуждени  3 электромагнита , средн   точка.которой заземлена. Конденсаторна  батаре  1 присоединена ко второй диагонали коммутационного узла. Начало обмотки 4 ввода энергии через ограничивающий дроссель 6 присоединено к положительному полюсу источника 5 питани . Конец обмотки ввода энергии присоединен к аноду тиристора 7 ввода, катод которого подключен к отрицательному полюсу источника питани . Управл ющий электрод тирист ра ввода через формирователь 8 задержанных импульсов подключен к сигнальной обмотке 9. На фиг. . представлены диаграммы изменени  напр жени  и тока обмотки возбуждени  Ц ь также тока 3 протекающего по обыотке возбуждени  и потребл емого от источника питани  В исходном состо нии накопительна конденсаторна  батаре  Г зар жена до требуемого напр жени  с пол рностью указанной на фиг. 1. С приходом запу , кающих импульсов на тиристоры 10, 10 коммутационного узла (момент времени t фиг. 2) начинаетс  разр д .батареи 1 на обмотку возбуждени  3 электромагнита. С момента t накопительна  батаре  начинает перезар  жатьс , диоды 11, 11 коммутационного узла отпираютс  и к обмоткам дроссел  насыщени  12 прикладываетс  напр жение. Начинаетс  намагничивание дроссел  12. В моментtj дроссель насыщаетс , сопротивление его резко уменьшаетс  и диоды 11, 11 полностью открываютс , перехватыва  на себ  контурный ток. С момента t« идет процесс выключени  тиристоров 10, 10. В момент Cj процесс выключени -тиристоров- 10, 10 заканчиваетс , и включаетс  тиристор 7 ввода энергии. Напр жение источника питани  Е прикладываетс  к обмотке ввода и трансформируетс  в обмотку возбуждени  3 электромагнита с пол рн6с ью, указанной на фиг. 1. Это напр жение приложено в пр мом направлении к диагонали диодов 11, 1l и способствует зар ду накопительной конденсаторной батареи 1. При этом от источника потребл - етс  энерги ,.компенсирующа  потери в устройстве. В момент tf напр жение на обмотке возбуждени  3 становитс  равным максимальному напр жению, которое может обеспечить, с учетом коэффициента трансформации H W2/Wt, устройство ввода энергии, а затем np вышает его. С этого времени к тиристору 7 прикладьшаетс  обратное напр жение , и он закрываетс . Максимально . возможное напр жение на обмотке возбуждени , обеспечиваемое устройством ввода, определ етс  по формуле Uo Kn.-E, где Ь - напр жение источника питани , 1( - коэффициент, который в зависимости от добротнос-ЕИ системы ввода равен 1-2, П - коэффициент трансформации. Таким образом, с момента f, до момента t. от источника питани  nor требл етс  ток Jg (см, фиг. 2), амплитуда которого ограничиваетс  дросселем 6. Дл  отпирани  тиристора 7 служит сигнальна  обмотка 9 и формирователь, 8 задержанных импульсов. На сигнальной обмотке 9 в течение времени ,i( наводитс  импульс напр жени , поступающий на формирователь 8, который в момент выдает импульс запуска; на управл киций электрод тиристораГ. 7. Подобные схемы формировани  им- . пульсньгх магнитных полей, как правило , имеют высокую добротность силового колебательного контура, И чем выше добротность, тем меньший объем имеет .обмотка ввода энергии по сравнению с обмоткой возбуждени . Дл  циклических индукционных ускорителей, разрабатываемых в Томском политехническом институте, объем обмотки ввода энергии не превьшает 2% объема обмотки возбуждени . Таким образом, использование бестрансформаторных схем источников посто нного напр жени  в сочетаний с предлагаемым способом ввода энергии позвол ет на 25-30% уменьшить вес устройства формировани  икПульсных магнитных полей. Предлагаемое устройство может найти широкое применение дл  формировани  импульсных магнитных полей в циклических ускорител х зар женных частиц типа бетатрона, а также дл  формировани  однопол рных импульсов тока в индуктивных нагрузках с достаточно высокой добротностью.

3 t

fpuz.2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, содержащее источник постоянного напряжения и накопительную конденсаторную батарею, присоединенную к электромагниту через вентильный коммутационный узел, .отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и веса устройства, в электромагнит вместе с основной обмоткой возбуждения помещается обмотка ввода энергии, один конец которой через ограничивающий дроссель соединен с положительным полюсом источника питания, а другой конец присоединен к аноду тиристора, катод которого подключен к отрицательному полюсу, источника питания, причем управляющий электрод тиристора через § формирователь задержанных импульсов присоединен к сигнальной обмотке, раз умещенной на дросселе насыщения коммутационного узла.

   о* <!

   О с*э »

   1 637043 2