Устройство для подавления пульсацийпостоянного toka

Устройство для подавления пульсацийпостоянного toka

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслрблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2795271/24-07 с присоединением. заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н 02 М 1/14

Гесударстееллмй кемитет йо делам лзебретений к еткрмтий (53) УДК 621.314..! (088.8) Опубликовано 30.07.81. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 05.08.81

В. В. Ахманов и В. В. Калиниченко

Р

Ю L с

Объединенный институт ядерных исследований

/ (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПУЛЬСАЦИИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике в частности к источникам питания постоянного напряжения (тока) .

В настоящее время для экспериментальной ядерной физики, ускорительной техни-, ки и ряда других областей науки и техники необходимы источники постоянного напряжения (тока) на максимальные токи в нагрузке единицы-десятки килоампер, регулируемые в широком диапазоне. При этом одним из главных требований к источникам является низкий уровень пульсаций напряжения (тока) на нагрузке (10 и меньше).

Известно устройство для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения выпрямителя, которое содержит электромагнитный умножитель частоты с выходной обмоткой и обмоткой возбуждения, а также фильтр, вход которого подключен к выходным клеммам выпрямителя, а выход фильтра соединен с цепью, состоящей из выходной обмотки умножителя частоты и цепи .нагрузки, причем обмотка возбуждения подсоединена к входным клеммам выпрямите- 20 ля (1) .

Однако при больших токах нагрузки (сотни ампер — десятки килоампер) из-за насыщения магнитопровода умножителя частоты эффективность действия устройства снижается; не обеспечивается подавление составляющих спектра пульсаций, частота которых не кратна периодичности выпрямителя; эффективность действия устройства снижается также при глубоком регулировании выпрямленного напряжения в выпрямителях с фазовым регулированием.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, которое содержит компенсирующий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, усилитель мощности, предварительный усилитель и цепь коррекции. Первичная обмотка трансформатора подключена к выходу усилителя мощности, а его вторичная обмотка включена последовательно с нагрузкой. В диапазоне больших токов нагрузки (единицы — десятки килоампер) сердечник выходного трансформатора этого устройства работает в режиме очень сильного подмагничивания постоянным током, что обуславливает значительное увеличение габаритов и массы сердечника. Кроме того, такой трансформатор является источником относительного больших рассеянных магнит851682 ных полей. В ряде случаев вблизи .физических установок недопустимо размещение устройств, содержащих большие количества ферромагнитных материалов, а также устройств, являющихся источниками сильных рассеянных магнитных полей. Так как трансформатор непосредственно связан с сильноточными токоведущими шинами, подводящими ток к нагрузке, значительное удаление его от нагрузки вызывает удлинение токоведущих шин. Увеличение протяженности токоведущих шин вызывает, в свою очередь, увеличение расхода меди, увеличение объема занятого рассеянными магнитными полями, увеличение потерь мощности. Таким образом наличие большого количества ферромагнитных материалов и существование сильных рассеянных магнитных полей вблизи нагрузки являются недостатками, ограничивающими его использование в экспериментальной ядерной физике(2).

Цель изобретения — уменьшение количества ферромагнитных материалов, а также уменьшение рассеянных магнитных полей вблизи питаемой .установки.

Указанная цель достигается тем, что трансформатор известного устройства снабжен дополнительной обмоткой, которая через первый датчик тока и развязывающий

LC-фильтр подключена к выходу регулятора постоянного тока. Управляющий вход этого регулятора соединен с выходом измерительно-усилительного устройства. Сигнальный выход первого датчика тока подсоединен к инвертирующему входу измерительно-усилительного устройства, а неинвертирующий вход измерительно-усилительного устройства подключен к сигнальному выходу второго датчика тока, включенного последовательно с нагрузкой в цепь вторичной обмотки компенсирующего трансформатора.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит компенсирующий трансформатор 1, усилитель 2 мощности, предварительный усилитель 3, цепь 4 коррекции, нагрузку 5, второй датчик 6 тока, вторичную обмотку 7 выходного трансформатора, первичную обмотку 8 выходного трансформатора, дополнительную обмотку

9 выходного трансформатора, развязывающий I.С-фильтр 10, первый датчик 11 тока, регулятор 1-2 постоянного тока, измерительно-усилительное устройство 13, входные зажимы 14 и 15 для подключения источника постоянного тока, выходные зажимы 16 и

17 для подключения нагрузки.

Устройство работает следующим образом

Регулятор 12 постоянного тока, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода измерительно-усилительного устройства 13 регулирует величину тока 1 „в цепи дополнительной обмотки 9. Так как на один из входов устройства 13 поступает сигнал с первого датчика 11 тока, а на другойсо второго датчика 6 тока, то значение тока

1 в нагрузке 5 обусловливает величину тока I „в цепи дополнительной обмотки 9. Соответствующий выбор параметров датчика 6, 5 11 и настройка измерительно-усилительного устройства 13 обеспечивает для всего рабочего диапазона токов нагрузки выполнение условия где W g — число витков вторичной обмотки 7;

W — число витков дополнительной

Ч обмотки 9;

I„,,I х — соответственно постоянные токи в нагрузке 5 и в дополнительной обмотке 9.

Практически это означает, что сердечник трансформатора 1 работает без постоян-2о ного подмагничивания.

Параметры регулятора 12 постоянного тока выбраны таким образом, что в цепи дополнительной обмотки 9 переменные токи пренебрежимо малы. Кроме того, развязывающий LC-фильтр 10 настроен на частоту наиболее интенсивной составляющей пульсаций и повышает выходное сопротивление регулятора на этой частоте. Эти меры необходимы для уменьшения мощности переменного тока, Отбираемой от усилителя 2

3Q мощности.

Формула изобретения

Устройство для подавления пульсаций постоянного тока, содержащее компенсиПеременная составляющая с выходных зажимов !6 и 17 устройства через цепь 4 коррекции и предварительный усилитель 3 поступает на вход усилителя 2 мощности

Р нагрузкои которого служит первичная обмотка 8 выходного трансформатора 1. Переменное напряжение, индуцируемое на вторичной обмотке 7, повторяет форму и величину напряжения пульсаций на входных зажи4п мах 14 и 15 и направлено ему навстречу.

Переменная составляющая на выходных зажимах 16 и 17 устройства равна разности этих напряжений. Большое усиление в усилительном тракте и соответствующее качество его частотйо-фазовой характеристики

45 обеспечивает эффективное подавление пере„менной составляющей на нагрузке.

Трансформатор - работает без постоянного подмагничивания, что позволяет умень° шить его габариты и массу. Сердечник транс50 форматора в этом случае выполнен без намагнитного зазора, что позволяет уменьшить до пренебрежимо малого значения и поля рассеяния, 851682

Составитель Ю. Андреев

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ 6383/83 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рующий трансформатор, вторичные обмотки которого включены между одним из зажимов для подключения источника постоянного тока и одним из зажимов для подключения нагрузки, а первичная соединена с выходом усилителя мощности, вход которого S подключен непосредственно к выходу предварительного усилителя, а входы предварительного усилителя через цепь обратной связи подключены к выходным зажимам, отличающееся тем, что, с целью уменьшения количества ферромагнитных материалов, а также уменьшения рассеяния магнитных полей вблизи нагрузки, компенсирующий трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, которая через первый датчик тока и,развязывающий LC-фильтр подключена к выходу регулятора постоянного тока, управляю1ций вход которого соединен с выходом измерительно-усилительного устройства, сигнальный выход первого датчика тока подсоединен к инвертирующему входу измерительно-усилительного устройства, неинвертирующий вход которого подключен к сигнальному выходу второго датчика тЬка, включенного последовательно в цепь вторичной обмотки компенсирующего трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 565360, кл. Н 02 М 1/14, 1974.

2. Авербух С. И., Бакланов Б. А. и др.

Система стабилизации тока в электромагните ВЭПП вЂ” 3. Препринт № 6370 ИЯФ СО

АН СССР, Новосибирск, 1970.