Устройство для формирования импульсов тока
327640
Сотба Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
За)вибпмое os авт. сеиз!етельства ¹â€”
Заявлено 18.V.1970 (№ 1442292/26-25) с и!рисоеди нениеьч заявки ¹â€”
П,р иа ритет—
Опубликовано 26.1.1972. Бюллетень ¹ 5
Дата опубликования описания 5.IV.1972
М.Кл. Н 05h 7/04 йомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
CCCI
УДК 621.384.6 (088.8) Авторы изобретения
О. А. Гусев, В. М. Кофман и В. Г. Цветков
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЪСОВ ТОКА
Изобретение относится к оистемам питания электромагнитов в экспериментальной физике.
Магнитное поле электромагнитов синхротронов, а также электромагнитов вывода, транспортировки и обработки пучка заряженных частиц имеет, как правило, вид одиночных периодических или серии непрерывных импульсов, длительность и форма которых разнообразна и в значительной степени отличается от синусоидальной.
Известны устройства с емкостными накопителями, резонансный разряд которых, с перезарядом или без него, через индуктивную нагрузку формирует импульсы тока в ней. При этом заданное «искажение» синусоидальной формы импульсов тока нагрузки производят за счет вводимых дополнительно проводимостей либо источников энергии, что снижает экономичность как устройства, так и процесса формирования.
Цель изобретения — повьпцение экономичности как самого устройства, так и процесса формирования импульса тока.
Цель достигается соединением конденсаторов в батарею дополнительными связями через управляемые ключи таким образом, что перекоммутация этих связей во время прохождения импульса тока через нагрузку изменяет частоту собственного резонанса контура, образованного батареей совместно с нагрузкой, не изменяя общего числа подключенных к ней конденсаторов.
На фиг. 1 показана упрощенная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — упрощенная принципиальная схема устройства; на фиг. 3 даны временная диаграмма работы ключей и вид формируемого в нагрузке импульса тока; на фиг. 4 показана картина происходяших в нагрузке и конденсаторной батарее про10 цессов в случае формирования однополярных импульсо,в.
Устройство содержит конденсаторную батарею 1 с устройством коммутации конденсаторов, диодный мост 2, нагрузку 8.
15 Шесть конденсаторов (для шестиконденсаторной, например, батареи) C> — Се, подключены к нагрузке, в точках Л, В параллельно, каждый через соответствующую пару биполярных управляемых ключей К|„—. Ка„и Као—
20 Ке>, и соединены между собой связями через аналогичные ключи К2,т — 1(е,5 в последовательную цепь.
Процесс формирования импульса тока в нагрузке п рои сходит сл едующи м о бр азом.
25 По сигналу управления предварительно заряженные конденсаторы образуют через открытые сигналами извне ключи К „— К5,, %ь — Кбт, батарею емкостью С.,т —— h„< C„: при этом ключи К2,i — Ке,в ток не проводят, и кон30 денсаторы начинают разряжаться на нагрузку
327640 по синусоидальной кривой Г, определяемой величиной напряжения заряда конденсаторов и собственной резонансной частотой соо1 контура, образуемого с нагрузкой. Если принять емкость конденсаторов одинаковой и равной Со, то, С,1=6СО, откуда величина собственной резонансной частоты определяется выражением
cppi — — T> — = (6LCp) где T> — период синусоиды, L — индуктивность нагрузки (участок 1 кривой тока 1 c). По сигналу U,, связи между конденсаторами перекоммутируются в соответствии с диаграммой таким образом, что С,.= — 2Со/3 и ток 1 начинает изменяться по синусоида IhHQA кривой II, характеризуемой частотой коз= Тз — = (2LCp!3)
Далее, производя по сигналам (У,ш U :перекоммутацию связей в конденсаторной батарее, переводят кривую импульса тока на резонансную кривую снова частоты вон затем союз=Тз = (LCp/6) ". По сигналу Ui- заканчивают формирование импульса и отключают конденсаторы от нагрузки.
Так как к этому моменту конденсаторы оказываются перезаряженными напряжением другой полярности, то в случае формирования однополярных импульсов, связь конденсаторной батареи с нагрузкой осуществляют через общий диодный мост.
Процесс формирования периодических колебаний несинусоидальной формы, являющихся серией импульсов с вырожденной паузой, происходит аналогичным образом.
Подпитка конденсаторов для сохранения амплитуды or импульса к импульсу производится любым из известных способов. Для лучшего использования конденсаторов целесообразно батарею составить из одинаковых конденсаторов и заряжать последние до одинаковой величины напряжения, а перекоммутацию связей между конденсагорами осуществлять
5 таким образом, чтобы в каждой из параллельно соединяемых групп конденсаторов ко.чичество последовательно соединенных конденсаторов было одинаковым внутри каждой из комбинаций. При этом токи, напряжения, а следо)0 вательно, и мощность распределяются между конденсаторами в каждой из комбинаций равномерно. Таким образом, суммарная величина установленной мощности всех конденсаторов батареи оказывается минимальной по сравне15 нию с любыми другими вариантами.
Предмет изобретения
Устройство для формирования импульсов то20 ка в индуктивной нагрузке, содержащее емкостный элемент, включенный через биполярные управляемые ключи параллельно нагрузке и выполненный в виде группы параллельно соединенных одинаковых конденсаторов, схему
25 управления ключами, отличающеесл тем, что, с целью повышения экономичности устройства, в нем два конденсатора из указанной выше группы подключены к разноименным зажимам нагрузки, каждый одним из выводов непосред3i) ственно, а другим через соответствующий биполярный управляемый ключ, при этом остальные конденсаторы подключены к зажимам нагрузки параллельными связями, каждый через соответствующую пару биполярных управляе35 мых ключей, а дополнительными биполярными ключами все конденсаторы соединены между собой в последовательную цепь.
327640
С поогоаммного ycmpoucmR
1 i а 7
Уиг 4
Родактор И. Орлова
Заказ !)44 11зд М 137 Тираж 448 11одиисное
ЦНИИПИ Комеитета ио делам изобретений и открытий прои Созег Минестров СССР
Москва, Ж-Зб, Раушская наб., д. 4/5
Областная типография Костромского управления ио иеиати
П77аг аммнагО yCmPOuCmda
4оог 2
Составитель Е. В. Громов
Текред 3. Тараненко Корректор Л. Цар ько в а
