Генератор импульсов тока

Генератор импульсов тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий источник постоянного тока, подключенный через первый коммутатор, шунтированный резистором, к секционированной первичной обмотке двухобмоточного индуктивного накопителя, вторичная обмотка которого подключена к активно-индуктивной нагрузке, причем секции первичной обмотки двухобмоточного индуктивного накопителя включены между собой последовательно через соответствуюаие вторые коммутаторы , шунтированные резисторами, блоки управления , о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью формирования трапецеидального импульса, источник постоянного тока выполнен реверсив сотк .я ным, в контур нагрузки включен датчик тока, выход которого соединен с входом первого блока управления, выходы которого соединены с соответствукядими управляющими входами первого и вторых коммутаторов и входом второго блока управления, выход которого соединен с управляющим входом источника постоянного тока. 2. Генератор по п.1,отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем согласования параметров источника постоянного тока с параметрами нагрузки в интервале площадки импульса, между началами каждой предыдущей и каждой последующей секций первичной обмотки двухобмоточного индуктивного накоО ) лителя, а также между концаТ и каждой предыдущей и каждой последующей секций первичной обмотки двухобмоточного индуктивного накопителя, вклпчены дополнительные коммутаторы, управ -в ляющие входы которых соединены с дополнительными выходами первого блока управления. 00 4;: СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ, РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3307103/18-21 (22) 24 ° 06.81 (46) 2З.08.83. Бюл.931 (72) Ф.M. Спевакова и А.М. Столов (53) 621.373(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

9 598526, кл. H 05 Н 7/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 828884, кл. 21 В 1/00, 1980. (54 )(57) 1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА содержащий источник постоянного тока, подключенный через первый коммутатор, шунтированный резистором, к секционированной первичной обмотке двухобмоточного индуктивного накопителя, вторичная обмотка которого подключена к активно-индуктивной нагрузке, причем секции первичной обмотки двухобмоточного индуктивного HaKollителя включены между собой последовательно через соответствующие вторые коммутаторы, шунтированные резисторами, блоки управления о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью формирования трапецеидального импульса, истс чник постоянного тока выполнен реверсив..sU„„Ä 03741ß А

3(Я) Н 03 К 3 53 Н 05 Н 7/04 ным, в контур нагрузки включен датчик тока, выход которого соединен с входом первого блока управления, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами первого и вторых коммутаторов и входом второго блока управления, выход которого соединен с управляющим входом источника постоянного тока.

2. Генератор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД путем согласования параметров источника постоянного тока с параметрами нагрузки и интервале площадки импульса, между началами каждой предыдущей и каждой последующей секций первичной обмотки I двухобмоточного индуктивного нако;;ителя, а также между конца14и каждой предыдущей и каждой последующей секций первичной обмотки двухобмоточного индуктивного накопителя, вкл11чены дополнительнне коммутаторы, управ- и ляющие входы которых соединены с дополнительными выходами первого блока управления.

1037419 печивает формирование трапецеидального импульса.

Цель изобретения - формирование трапецеидального импульса тока, а также повьыение КПД путем согласования параметров источника постоянного тока с параметрами нагрузки в интервале площадки имщульса. !

Для этого в генераторе импульсов тока, содержащем источник постоянного тока, подключенный через первый коммутатор, шунтированный резистором, к секционированной первичной обмотке двухобмоточного индуктивного накопителя, вторичная обмотка которого подключена к активно-индуктивной нагрузке, причем секции первичной обмотки двухобмоточного индуктивного накопителя включены между собой последовательно .через соответствующие вторые коммутаторы, шунтированные резисторами, блоки управления, источник постоянного тока выполнен реверсивным, в .контур нагрузки включен датчик тока, выход которого соединен с .входом первого блока управления, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами первого и вторых коммутаторов, и входом второго блока управления, выход которого соединен с управляющим входом источника постоянного тока, между началами каждой предыдущей и каждой последующей секций первичной обмотки двухобмоточного индуктивного накопите- ля, а также между концами каждой предыдущей и каждой последующей сек ; ций первичной обмотки двухобмоточного индуктивного накопителя включены дополйительные коммутаторы, управлякщие входы которых соединены с дополнительными выходами первого блока управления.

Известен генератор импульсов тока, содержащий источник постоянного тока, двухобмоточный индуктивный накопитель45 с секционированной первичной обмоткой, секции которой включены по последовательно-поочередной схеме с активными сопротивлениями, шунтированными коммутаторами с блоками управле-50 ния, а вторичная обмотка подключена к нагрузке (2.).

Эта схема обеспечивает возможность согласования параметров комму- . таторов и источника постоянного тока 5 с нагрузкой за счет выбора соответст-55 вующего соотношения витков обеих обмоток и количества секций. Напряжение секций первичной обмотки, коммутаторов и шунтирующих их активных сопротивлений относительно "земли" . одинаковы и равны коммутируемому на» пряжению.

Недостатком этого источника пита- ния является то, что он обеспечивае1 в нагрузке подъем тока, но не обес- б5

На фиг.1 представлена электричес кая схема генератора импульсов тока для случая, когда параметры источника постоянного тока соответствуют параметрам нагрузки, на фиг.2— электрическая .схема генератора для случая, когда необходимо осуществить согласование параметров источника постоянного тока и нагрузки.

Генератор импульсов тока содержит реверсивный источник 1 постоянного тока, секции 2 первичной обмотки

:двухобмоточного индуктивного накопителя,первый коммутатор 3, шунтиро ванный резистором 4, второй коммутатор 5, шунтированный резистором 6, ;вторичную обмотку 7 накопителя, дат.чик 8 тока, первый и второй блоки 9 и 10 управления, дополнительные коммутаторы 11, активно-индуктивную нагрузку 12.

Изобретение относится к источиикаМ, питания обмоток электромагнитных систем:.лаэменных установок.

Для питания обмоток электромагнитных систем установок типа "токамак" требуются источники, генерирующие в активно-индуктивной нагрузке импульсы тока трапецеидальной формы.

Известна схема формирования мощных импульсов тока, использующая индуктивный накопитель с подключенным1О к нему контуром, состоящим иэ последовательно соединенных ячеек, каждая иэ которых представляет собой активное сопротивление, зашунтированное коммутатором .Е13. 15

Эта схема. обладает рядом недостат», ков: энергия, запасаемая в индуктивном накопителе, должна превышать выделенную в нагрузке существенно, более чем в 4 раза за счет потерь 20 в активных сопротивлениях B интервале времени веего импульса; отсутствуют возможности согласования пара метров коммутаторов и источников постоянного тока тиристорных преобра- 25 зователей с нагрузкой; коммутаторы источник постоянного тока и накопитель должны быть рассчитаны на .ток более чем в два раза больший, чем ток нагрузки, изоляция обмотки нако.пителя относительно "земли" должна: быть рассчитана на максимальное напряжение нагрузки, изоляция коммутаторов и шунтирующих их активных сопротивлений всех ячеек относительно "земли", за исключением "ячейки", присоединенной к земле, должна быть рассчитана на напряжение, большее коммутируемого..

Источник постоянного тока, заряжающий индуктивный накопитель, должен4О быть рассчитан на большую мощность. 1037419

Фиа8

Генератор тока работает следующим образом.. l

Для упрощения рассмотрения число секций первичной обмотки накопителя выбрано равным двум, однако первичная обмотка накопителя может быть выполнена с любым числом секций.

Источник 1 постоянного тока заряжа ет последовательно соединенные секции 2 первичной обмотки накопителя при замкнутых контактах коммутаторов

3 и 5.По окончании заряда накопителя блок 9 посылает управляющие сигналы на размыкание коммутаторов 3 и 5. Коммутаторы размыкают контакты, в контур первичной обмотки, вводятся резисторы 4 и 6, и в нагрузке 12 начинает нарастать ток за счет напряжения, индуктированного во вторич- . ной обмотке 7. Когда ток нагрузки достигнет заданного максимального 2() значения, датчик 8 (например, трансформатор постоянного тока с компаратором ) генерирует сигнал, воздействующий на блок 9, который формирует соответствующие сигналы для ком- 25 мутаторов 3 и 5 н блока 10. Под воздействием этих сигналов коммутаторы

3 и 5 замыкаются, а источник 1 меняет полярность напряжения, например

I путем перехода в инверторный режим, если в качестве источника используется вентильный преобразователь. Ток первичной обмотки накопителя начинает убывать и после достижения нуля меняет свое направление, нарастая под воздействием напряжения, полярность которого обратна первоначальной. После реверса тока индуктивный накопитель работает в режиме транс-, форматора, при котором энергия в нагрузку. поступает от сети. Напряжение преобразователя устанавливается такой величины, чтобы ток в контуре вторичной обмотки 7 поддержи- . вался постоянным. По окончании площадки источник 1 с помощью блока 10 45 переводится в инверторный режим и ток контура вторичной обмотки 7 спа-, дает да нуля. Длительность площадки может задаваться таймером, помещенным в систему управления йреобразователем.

В тех случаях, когда напряжение источника 1 .оказывается меньшим, чем требуемое на площадке, необходимо изменить коэффициент трансформации накопителя и момент начала формирования площадки. Это достигается путем переключения секций 2 из последовательного соединения на параллельное (фиг.2). При формировании фронта импульса генератор работает аналогично схеме (фиг.1). После того, как ток - нагрузки 12 достигнет заданного значения и датчик 8 пошлет сигнал в блок 9, в последнем сформируются сигналы для заьыкания коммутатора

3 и 11 и для блока 10., обеспечиваю-, щего изменение полярности источника

1. При этом параллельно источнику 1 оказывается.подключенным активное сопротивление резистора б и каждая из двух секций первичной обмотки накопителя. Формирование площадки осуществляется так же, как в схеме (фиг.1).

Потери в сойротивлении резистора б, на время площадки непосредственно подключенного к источнику 1, ока:зываются практически невелики, так как величина этого сопротивления сравнительно велйка и длительность площадки кратковременна.

Предлагаемая схема генератора была применена в системе питания обмотки тороидального поля токамака

-с сильным магнитным полем где использовалось переключенйе 4-х секций накопителя из последовательного соединения иа параллельное. Потери в.активных сопротивлениях составили

6,6 ИДж при выделенной в нагрузке энергии 150 ИДж.

ВНИИПИ Заказ 6036/59

Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент"

У

r.Óæãîðîä,óë. Проектная, 4