SU750713A1 - Устройство дл формировани сильноточных стабилизированных импульсов пр моугольной формы - Google Patents

Description

Изобретение отнооитс  к импульсной технике и предназначено, в частности , дл  применени  в качестве источника питани  малоиндуктивных 5 электромагнитных элементов, используемых в экспериментальной физике.

Известны устройства дл  формировани  сильноточных стабилизированных импульсов формы, близкой к пр мо- 10 угольной, состо щие из силового регулируемого выпр мител , работающего в старт-стопном режиме, в цепь нагру-зки которого включены соединенные последовательно малоиндуктивна  нагрузка и балластный индуктивный реактор, обеспечивающий снижение величины пульсации тока питани  ij .

Недостатком известного устройства  вл етс  малое быстродей- 20 ствие - формируемые им импульсы тока в цепи индуктивной нагрузки характеризуютс  значительной длительностью фронтов, в частности, переднего.

Из известных устройств наиболее 25 близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  формировани , сильноточных стабилизированных импульсов пр моугольной формы , содержащее силовой регулируемый Q

15ыпр митель , например тиристорный , в цепь нагрузки которого включены соединенные последовательно балластный индуктивный реактор, силовой управл емый ключ и датчик тока, выход которого подключен к одному из входов управлени  силового выпр мител , другие входы которого и управл ющие электроды силового ключа соединены с блоками управлени , подключенными к блокам програ 1мировани  во времени 2 .

Недостатком такого устройства  вл етс  то, что требуемое быстродействие может быть и не достигнуто, так как величина суммарного напр жени  источников высокого и низкого напр жений ограничена классом изол ции цепи нагрузки. Последнее обсто тельство снижает эксплуатационную ценность известного устройства.

Целью изобретени   вл етс  увеличение быстродействи  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  формировани  сильноточных стабилизированных импульсов пр моугольной формы, содержащем силовой регулируемый выпр митель , например тиристорный, в цепь

.нагрузки которого включены соединен tifcue последовательно балластный индуктивный реактор, силовой управл емый ключ и Датчик тока, выход которого подключен к одному из входов управлени  силового выпр мител , другие входы управлени  которого и управл ющие электроды силового ключа соединены с блоками управлени , подключенными к блокам программировани  во времени, балластный индуктивный реактор и отрезок цепи, содержащий нагрузку и силовой управл емый ключ, шунтированы дополнительными силовыми управл емыми ключами, например тиристорами, первый из которых включен встречно, второй-согласно, а их управл ющие электроды подключены к блокам управлени  силового выпр мител .

На фиг, 1 показана принципиальна  электрическа  схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные графики напр жений и токов в отдельных.его цеп х.

Устройство содержит силовой регулируемый выпр митель 1, в цепь нагрузки которого включены соединенные последовательно балластный индуктивный реактор 2, силовой управл емый ключ 3, малоиндуктивна  нагрузка 4 и датчик 5 тока. Выход датчика 5 соединен с одним из входов управлени  выпр мител  1, который содержит блок б уставки заданного значени  тока импульса. Два других входа управлени  выпр мител  1 подключены соответственно к блоку 7 управлени , осуществл ющему его открытие, и к блоку 8 управлени , действующему на его закрытие. Балластный индуктивный реактор 2 и отрезок цепи, содержащий нагрузку 4 и силовой управл емый ключ 3, шунтированы соответственно дополнительными силовыми управл емыми ключами (тиристорами) 9 и 10. При этом ключ 9 подключен встречно по отношению к пол рности напр жени  выхода выпр мител  1, а ключ 1согласно . Включение ключей 10, 9 и 3 осуществл етс  соответственно блоками 11, 12 и 13 управлени . Входные зажимы блоков 7 и 8 управлени  пбдклчены к блокам 14 и 15 программировани  во врем  работы силового выпр мител  1. Кроме того, к выходам блоков 14 и 15 подключены входные зажимы блока 12 управлени  дополнительного силового ключа 9. При этом вход блока 11 управлени  дополнительного силового ключа 10 подключен к входу блока 14, а вход блока 13 управлени  силового ключа 3 - к выходу блка 15. Блоки 14 и 15 содержат электронные реле времени, элементы предварительной настройки и формирователи импульсов управлени . Вход блока 15 соединен с одним из выходов блока 14, который включаетс  в рабО ту внешним.запускающим импульсом.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени t внешним запускающим импульсом Uo включаетс  в работу блок 13, который в момент времени t j формирует импульс управлени  и. Импульсом Uj включаютс  блоки 7 и 11 управлени . Первый из них отпирает выпр митель 1, а второй дополнительный силовой ключ 10.

На отрезке времени tj выпр митель 1 формирует в цепи балластного индуктивного реактора 2 предварительный импульс тока i ср„ - так называемый фор-импульс. Величина тока площадки фор-импульса задаетс  блоко б уставки и соответствует величине тока площадки основного импульса.

Выпр митель 1, будучи охвачен с помощью датчика 5 жесткой отрицательной (стабилизирующей) обратной св зь по току нагрузки, форсирует подъем в цепи балластного индуктивного реактора 2 (см. фиг. 2).

В момент времени tg, когда величина тока фор-импульса достигнет устанавйвшегос  значени , блок 14 формирует импульс управлени  J, который приводит в действие блоки 8, 12, 15. При этом блок 8 запирает силовой выпр митель 1, а блок 12 включает дополнительный силовой ключ 9, шунтирующий обмотку балластного индуктивного реактора 2.

В короткозамкнутой обмотке реактора 2 возникает так называемый свободный ток , первоначальное значение которого равно величине тока площадки фор-импульса. В св зи с тем, что посто нна  времени короткозамкнутой обмотки реактора 2 достаточно велика, ток icg затухает медленно . .

Через короткий (пор дка 0,01 - 0, посто нной времени контура затухани  .ij.g ) промежуток времени t 2 15 формирует импульс управлени  U, который поступает в блоки 7 и .13 упрлени . Блок 7 вновь отпирает выпр митель 1, а блок 13 включает силовой ключ 3 в цепи малоиндуктивной нагрузки 4. При этом ключ 9 запираетс .

Так как к моменту времени tg значение тока ioB в обмотке реактора 2 успевает снизитьс  лишь незначительно относительно первоначальной величины , равной заданной величине тока площадки основного импульса, передний фронт основного импульса 1„ характеризуетс  очень малой продолжительностью (см. график 1ц f(t) фиг. 2).

Claims (2)

1. Предлагаемое устройство обеспечивает не только большую крутизну переднего фронта основного импульса, но и плавный (без перерегулировани ) выход тока на заданный уровень. Оба эти услови   вл ютс  определ ющими дл  р да применений (например, при питании резонансных обмоток ускорителей зар женных частиц). В момент времени t блок 15 формирует импульс управлени  11, который поступает в блоки 8 и 12. Блок 8 запирает выпр митель 1, а блок 12 снова включает ключ 9, шунтиру  балластный индуктивный реактор 2. При этом силовой ключ 3 отключаетс , а задний фронт импульса i имеет малую длительность. Устройство закончило цикл формировани  сильноточного стабилизированного импульса пр моугольной формы. Формула изобретени  Устройство дл  формировани  сильноточных стабилизированных импульсов пр моугольной формы, содержащее силовой регулируемый выпр митель, на пример тиристорный, в цепь нагрузки которого включены соединенные последовательно балластный индуктивный реактор, силовой управл емый ключ и датчик тока, выход которого подключен к одному из входов управлени  силового выпр мител , другие входы управлени  которого и управл ющие электроды силового ключа соединены с блоками управлени , подключенными к блокам программировани  во времени , отлича.ющеес  тем, что, с целью увеличени  быстродейст;ви , балластный индуктивный реактор и отрезок цепи, содержащий нагрузку и силовой управл емый ключ, шунтированы силовыми управл емыми ключами, первый из которых включен встречно, второй-согласно, а их управл ющие электроды соединены с блоками управлени  силового выпр мител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ,№ 278744, кл. Н 03 К 3/08, 1967.
2. 2. Сообщение А pulsed power suppTy for septum magnets (100 У, 23000A) CERN 70-20, Geneva 1970.