Стабилизатор постоянного тока

Стабилизатор постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик н1> 748380 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) ЗаЯвлено 23.05.78 (21) 2619013/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 150280. Бюллетень Ио 26

Дата опубликования описания 170780 (51) М. Кл.

05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .722.1 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В. П. Саванеев и А. Л. Шпади (71) 3 а яв ител ь

Объединенный институт ядерных исследований (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к стабилизированным источникам тока высокой точности, применяемым в экспериментальной физике для питания электромагнитных элементов.

Известны стабилизаторы постоянного тока (1)и(2)

Первое из известных устройств содержит силовой регулирующий элемент, источник опорного напряжения, усилитель постоянного тока, маг нитный компаратор, источник эталонного типа, модуляционный генератор

t1) .

Второе из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит регулирующий элемент, включенный между первыми входной и выходной клеммами, усилитель постоянного тока, выходом подключенный к управляющему входу регулирующего элемента, 25 а входом к выходу сумматора, первый вход которого соединен с задатчиком опорного сигнала, а второй — c выходом датчика тока, выводами включенного между вторыми входной и выходной, клеммами (2) .

Недостатками известных устроиств являются необходимость поддержания с большой точностью (10 ) опорного эталонного тока Зз,,заставляет использовать сложные высокостабильные источники опорного тока с терморегулированием и термостатированием, что в значительной степени усложняет устройство в целом и снижает надежность его работы; при работе в режиме "импульсов стабильного тока оптимальный переходной режим стабилизатора по току не соответствует оптимальному режиму устанбвления магнитной индукции в зазоре электромагнитного элемента . В стабилизаторах постоянного тока, используемых для питания устройств магнитной оптики, в качестве регулируемого параметра обычно берется ток питания магнита и используется зависимость между магнитным полем в рабочем воздушном зазоре электромагнита и постоянной составляющей тока его обмотки. В существующих конструкциях магнитопроводы магнитов и линз большой мощности имеют большую массу и размеры и выполняются из листовой стали толщины 2-5 мм и более.

Все это нри использовании стабилизаторов постоянного тока в качестве ис748380 стабильного тока и в конечном счете ведет к значительным затратам электро- о энергии; значительное растягивание стола" стабильного тока не позволяет вследствие вышеизложенного, работать данному магниту на 2 стола в одном цикле работы ускорителя, так как вто- 15 рой стол не уменьшается, что в значительной мере снижает воэможности использования электромагнитных элементов, например,в 2 различных каналах транспортировки заряженных Частиц. щ

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы стабилизатора постоянного тока и расширение его функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в предлагаемый стабилизатор постоянного тока введены амплитудный компаратор и коммутатор, а датчик тока выполнен в виде магнитного компаратора, модуляционйого генератора и источника эталонно1 о тока", "йричем магнйтный компаратор подключен к выводам датчика тока, модуляционный генератор соединен с одним из входов магйитного комйа-: ратора, другой вход которого соединен З5 с выходом датчика тока, куда также подключен выход источника эталонного тока, входом соединенного с выходом, магнитного компаратора и с одним иэ входов коммутатора, второй вход кото- 4О рого подключен к. выходу амплитудного компаратора, а выход коммутатора подключен к введенному третьему входу сумматора, первый вход которого соединен с первым входом амплитудного RoM- 4 паратора, вторым входом подключенного к выходу сумматора.

На чертеже-приведе" à принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного тока. Стабилизатор содержит источник 1 постоянного напряжения О йодключенный к входным клеммам регулирующий элемент 2, усилитель 3 постоянного тока, выходом соединенный с регулирующим элементом 2, а входом подключенный к выходу сумматора 4, Hà 55 один из входов которого подключен задатчик 5 опорного сигнала, выполненный на основе цифроаналогового преоб раэователя, а на другой вход которого подключен выход датчика б тока", вклю- gg ченного в цепь для подключения нагрузки 7, и состоящего из источника .8 Этало*нного тока и модуляционного генератора 9, соединенных с магнитным компаратором 10. Стабйлиэатор содержит точников питания такого рода потребителей создает следующие неудобства; при работе в импульсном режиме вследствйе влияния вихревых токов и магнит ной вязкости зйачение ййдукцйй в" воз, цушном зазоре электромагнита остает от значения постоянного стабилиэируемого тока площадка "стабильного тока" (индукция "тянется"), что заставляет в несколько раэ удлинять время "стола" также амплитудный компаратор 11 и коммутатор 12, например, выполненный на оптоэлектронных элементах, причем выход магнитного компаратора 10 подключен к входам управляемого источника

5,8 эталонного тока и коммутатора 12, подсоединенных выходами к сумматору

4; управляющий вход коммутатора 12 подключен к выходу амплитудного компаратора 11, входами соединенного с выходом сумматора 4 и выходом за,цатчика 5 опорного сигнала. Датчик б тока имеет пропорциональную с двухсторонним ограничением выходную ха-. рактеристику. При этом О „ — напряжение на выходе задатчика 5 опорного сигнала U b <>,< - напряжение на выходе коммутатора, Uo — напряжение на выходе датчика 6 тока. устройство работает следующим образом.

До момента формирования импульса стабильного тока Uö„ =0 U- » =0

Ьы»,ик

0 =О, регулирующий элемент 2 закрыт.

В момент формирования импульса стабильного тока задатчик 5 опорного сигнала осуществляет преобразование управляющего кода в уровень опорной величины U<>, которая подается на вход сумматора 4 и один из входов амплитудного компаратора 11, где эта величина на входном делителе делится в отношении U „/n,ãäe и — коэффициент деления, зависящий от индуктивности и сопротивления нагрузки 7. На другой вход компаратора 11 в момент подачи

О „,подается все напряжение с выхода сумматора 4, что ведет к установлению компаратора 11 в одно из крайних положений, при котором коммутатор 12 коммутирует напряжение 0 „,„ « таким образом, что оно имеет тот же знак, что и опорное напряжение U Это приводит к открытию регулирующего элемента

2 и увеличению тока нагрузки н . Мак симальное открытие регулирующего элемента 2 соответствует току стабилизации i„ =: сопят плюс значение тока перерегулирования, необходимого для быстрого "дотягивания" индукции магнитного поля в зазоре электромагнитного элемента до своего рабочего значения в установившемся режиме. В момент возрастания тока значение опорного напряжения Upq,компенсируется значением источника 8 эталонного тока, при уменьшении значения выходного сигнала сумматора 4 до величины 0<,/и компаратор 11 перекидывается в другое положение, этот сигнал перебрасывает коммутатор 12,и полярность напряжения

0 „„» меняется на противоположную U „, связь становится отрицательной. Стабилизатор отрабатйвает сигнал рассогласования, устанавливается режим стола. этом случае Оон "ос О у» ц» 0 Для обеспечения стабильной и устойчивой работы стабилизатора постоянная времени — магнитный компаратор 11, ис748380 точник эталонного тока 8 выбирается несколько большей чем постоянная времени — магнитный компаратор 10, усилитель 3 постоянного тока, регулирующий элемент 2, нагрузка 7. По окончании импульса стабильного тока и снятии Uq значение Цы„zg и U < действует на закрытие- регулирующего элемента 2. При переходе на другое значение тока нагрузки |H величина "перерегулирования" автоматически сохра- 1О няется за счет деления Ц. tn,ãäå и коэффициент, зависящий от характера нагрузки, который определяется расчетным или экспериментальным путем.

Таким образом, введение в стабилизатор постоянного тока амплитудного ком- 5 .паратора и применение в качестве измерительного элемента датчика тока, имеющего пропорциональную с двухсторонним ограничением выходную характеристику позволяет повысить надеж- 20 ! ность его работы и расширить функциональные возможности его применения.

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока, содержащий регулирующий элемент, включенный между первыми входной и выходной клеммами, усилитель постоянного тока, выходом подключенный к я управляющему входу регулирующего элемента, а входом — к выходу сумматора, первый вход которого соединен с задатчиком опорного сигнала и второй с выходом датчика тока„ выводами вклю-, ченного между вторыми входной и вы1ходной клеммами, о т л и ч i ю щ и йс я тем, что с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей стабилизатора, в него введены амплитудный компаратор и коммутатор, а датчик тока выполнен в виде магнитного компаратора, модуляционного генератора и источника эталонного тока, причем магнитный компаратор подключен к выводам датчика тока, модуляционный генератор соединен с одним из входов магнитного кампаратора, другой вход которого соединен с выходом датчика тока, куда также подключен выход источника эталонного тока, входом соединенного с выходом магнитного компаратора, и с одним из входов коммутатора, второй вход которого подключен к выходу амплитудного коМгаратора, а выход коммутатора подключен к введенному третьему входу сумматора, первый вход которого соединен с первым входом амплитудного компаратора, вторым входом подключенного к выходу сумматора..

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Денисов Ю. H. и др. Мощные полупроводниковые стабилизаторы тока для питания обмоток электромагнита электронной модели изохронного циклотрона, 1974, с. 8, препринт ОИЯИ

13-8420.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 546869 кл. G 05 F 1/56, 1975.

748380

Составитель С. Чернышова

Техред A.Êóëèêoâñêàÿ Корректор A. Гриценко

Редактор Т. Кузнецова

Заказ 4238/35

Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4