SU871308A1

SU871308A1 - Device for inductancne coil power supply

Info

Publication number: SU871308A1
Application number: SU782586664A
Authority: SU
Inventors: Олег Александрович Гусев; Евгений Матвеевич Меллех; Евгений Павлович Павлов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7904
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1981-10-07

Description

(54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ КАТУШКИ(54) PULSE POWER SUPPLY DEVICE

ИНДУКТИВНОСТИINDUCTIVITY

Изобретение относитс к импульсно электроэнергетике, а именно к генера торам импульсов тока дл питани катушек индуктивности. Такие генераторы наход т широкое применение дл формировани импульсных магнитных по лей высокой интенсивности, используе мых, например, в качестве фокусирующих и поворотных магнитов в трактах транспортировки мощных пучков зар женных частиц, дл физических исследований и пр. Известно устройство импульсного п сани катушки индуктивности, состо щее из батареи конденсаторов, дроссе л , диодов и коммутирующей аппаратурыГ13 . Недостатком таких устройств вл етс необходимость в мощном высоковольтном источнике зар дки. Ближайшим по технической сущности к данному изобретению вл етс устройство импульсного питани катушки индуктивности, содержащее индуктизный накопитель, включенный через выключатель в диагональ посто нного то ка выпр мительного моста, который другой диагональю подключен к источнику питани , причем параллельно выключателю подключены конденсатор и последовательна цепь из катушки индуктивности и коммутатора 21 Недостатком такого устройства вл етс недостаточно высока амплитуда тока в катушке индуктивности (всего в 2 раза превышающа ток индуктивного накопител ), вследствие чего дл получени больших импульсных токов требуетс достаточно мощный (хот и низковольтный) источник питани . Целью насто щего изобретени вл етс снижение потребл емой мощности за счет увеличени тока в катушке индуктивности , при сохранении (или даже уменьшении) мощности источника питани . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве импульсного питани катушки индуктивности, содержащем индуктивный накопитель, включенный через выключатель в-диагональ посто нного тока выпр мительного моста, который другой диагональю подключен к источнику питани , причем параллельно выключателю подключены конденсатор и последовательна цепь из -катушки индуктивности и коммутатора, конденсатор зашунтирован диодом во встречном направлении, а параллельно ко1умутатору включен дополнительный конденсаор , зашунтировавный диодом во встречом направлении.The invention relates to a pulsed electric power industry, namely, current pulse generators for powering inductor coils. Such generators are widely used for the formation of high intensity pulsed magnetic fields used, for example, as focusing and rotating magnets in the paths of transporting powerful beams of charged particles, for physical research and others. A device of pulsed induction coils is known. schie from capacitor banks, drosse l, diodes and switching equipment G13. A disadvantage of such devices is the need for a powerful high voltage source of charging. The closest to the technical essence of this invention is a device for pulsed power supply of an inductor containing an inductive storage device connected through a switch to a diagonal of a constant rectifier bridge that is connected to a power source with a different diagonal and parallel to the switch is a capacitor and a series circuit from a coil inductance and switch 21 The disadvantage of such a device is that the amplitude of the current in the inductance coil is not high enough (only 2 times inductive accumulator current), as a result, a sufficiently powerful (albeit low-voltage) power source is required to obtain large pulse currents. The purpose of the present invention is to reduce power consumption by increasing the current in the inductor, while maintaining (or even reducing) the power of the power source. The goal is achieved by the fact that in an impulse power supply device of an inductor coil containing an inductive drive connected through a switch to a direct current diagonal of a rectifying bridge that is connected to a power source with a different diagonal and a capacitor and a series circuit of an inductance are connected in parallel with the switch and a switch, the capacitor is bounded by a diode in the opposite direction, and an additional capacitor is connected parallel to the coaxial device; the diode is bridged by a diode in about meeting direction.

Принципиальна электрическа Схеа устройства импульсного питани каушки индуктивности показана на чертеже .The principal electrical circuit of the device for the inductor impulse power supply is shown in the drawing.

Индуктивный накопитель 1 включен через выключатель 2 в диагональ выпр мительного моста 3, питаемого от источника питани 4. Параллельно выключателю 2 подключены конденсатор 5, диод 6 во встречном направлении, а также соединенные последовательно катушка индуктивности 7 и коммутатор 8, параллельно которому подключены диод 9 во встречном направлении и дополнительный конденсатор 10.Inductive drive 1 is turned on through switch 2 to a diagonal rectifier bridge 3 fed from power source 4. Parallel to switch 2 are connected a capacitor 5, a diode 6 in the opposite direction, as well as an inductance 7 connected in series and a switch 8 in parallel with which diode 9 is connected opposite direction and additional capacitor 10.

Работает устройство следующим образом . В исходном состо нии выключатель 2 и. коммутатор 8 замкнуты. При включении источника питани начинаетс зар дка индуктивного, накопител 1 через замкнутые контакты выключател 2 до тока амплитудой J(j (направление Тока указано на схеме стрелкой), Затем выключатель размыкаетс и начинаетс зар дка катушки индуктивности 7 через конденсатор 5 и замкнутые контакты коммутатора 8. Процесс зар дки током катушки 7 имеет колебательный характер, и к концу процесса за-I р дки амплитуда тока в катушке 7 достигаетс величины 2 Uo (направление тока в катушке индуктивности 7 при . . этом показано сплошной стрелкой). Достигший максимума ток в катушке 7 циркулирует через замкнутый коммутатор 8 и диод 6. Затем размыкаетс коммутатор 8, в результате чего начинаетс колебательный зар д дополнительного конденсатора 10 током катушки 7 через диод 6.The device works as follows. In the initial state, the switch 2 and. switch 8 closed. When the power source is turned on, inductive charging of accumulator 1 through closed contacts of switch 2 to current with amplitude J (j (Current direction is indicated in the diagram by an arrow) starts. Then the switch opens and charging of inductance 7 starts through capacitor 5 and closed contacts of switch 8. The current-charging process of the coil 7 is oscillatory, and by the end of the process of i-rounding, the amplitude of the current in the coil 7 is 2 Uo (the direction of the current in the inductance 7 with. This is shown by a solid arrow). The maximum current in the coil 7 circulates through the closed switch 8 and the diode 6. Then the switch 8 opens, as a result of which the oscillatory charge of the additional capacitor 10 is started by the current of the coil 7 through the diode 6.

После зар дки дополнительного конденсатора 10 до максимума замыкаетс выключатель 2. При этом дополнительный конденсатор 10 разр жаетс колебательно через катушку 7 и выключатель 2. В момент полного разр да дополнительного конденсатора 10 ток в катушке 7 достигает амплитуды 2 Лр и имеет обратное направление (показано на схеме пунктирной стрелкой . После достижени током в катушке 7 максимального значени он затем циркулирует по цепи: катушка 7, выключатель 2, диод 9. Одновременно происходит зар дка индуктивногоAfter charging additional capacitor 10 to maximum, switch 2 is closed. At that, additional capacitor 10 is discharged oscillatory through coil 7 and switch 2. At the moment of additional discharge of additional capacitor 10, current in coil 7 reaches amplitude 2 Lr and has a reverse direction (shown in After the current reaches the maximum value in the coil 7, it then circulates through the circuit: coil 7, switch 2, diode 9. At the same time, inductive charging takes place.

накопител 1 от источника питани через замкнутый выключатель 2.storage device 1 from the power source through a closed switch 2.

После достижени током индуктивного накопител значени DQ выключатель 2 размыкаетс . В результате этого начинаетс зар дка конденсатора 5 токами из двух ветвей; током 00 индуктивного накопител (через диоды выпр мительного моста з) и током 20о катушки индуктивности 7 (через диод 9) . По окончании зар дкиAfter the inductive accumulator reaches the DQ value, the switch 2 opens. As a result, the capacitor starts charging with 5 currents from two branches; current 00 inductive storage (through the diodes of the rectifying bridge h) and current 20 about the inductor 7 (through the diode 9). At the end of the charge

конденсатора 5 замыкаетс коммутаторthe capacitor 5 closes the switch

8. При этом конденсатор 5 разр жаетс колебательно на катушку 7 (разр дке через индуктивный накопитель 1 преп тствуют диоды выпр мительного моста 3) .В результате ток в катушке 7 мен ет знак (направление его показано сплошной стрелкой) и достигает амплитуды . Далее процесс многократно повтор етс , причем с каждым8. At the same time, the capacitor 5 is discharged oscillatingly to the coil 7 (discharging the rectifier bridge 3 diodes through the inductive storage 1). As a result, the current in the coil 7 changes sign (its direction is indicated by a solid arrow) and reaches amplitude. Then the process is repeated many times, with each

0 циклом перезар да ток в катушке 7 .возрастает на величинуJQ .0 cycle recharge and the current in the coil 7. Increases by JQ.

Таким образом, описанное устрой- , ство позвол ет использовать низковольтный маломощный источник дл питани Thus, the described device allows the use of a low-voltage low-power source to supply

5 катушки индуктивности импульсными токами большой амплитуды, во много раз превышающей ток источника питани .5 inductors by pulsed currents of large amplitude, many times greater than the current of the power source.

Claims

1. Technique of high impulse currents and magnetic fields. Ed.,

V.S.Komelkova M., 1970, p. 240-241.

2. Knopfel T. Superstrong pulsed magnetic fields. M., 1972, p. 167, fig. 6-10 (prototype).

V

i l

/

LI

; "

eight

T