Устройство для стабилизации постоянного тока

{72) Лвтер пзебретеиня

Е, П. Гершт (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к использованию лазерной техники для стабилизации постоянного тока, например, для стабилизации тока, протекающего в электромагнитах . ускорителей, Известны устройства дпя стабилизации посхоянного тока (13.

Известно также устройство для стабилизации постоянного тока, содержащее преобразователь стабилизируемого тока в частоту, источник опорной частоты, соединенный с одним входом фазового детектора, подсоединенного через фильтр к регулирующему органу (2).

Недостатком известного устройства является то, что его практически трудно использовать для стабилизации токов порядка 10 —. 10 А.

Кроме того, известные устройства не позво15 ля от обеспечить достаточно высокую точность стабилизации.

11ель изобретения — повышение точности стабилизации больших токов и воэможности ис20 пользования в цепях с высоким напряжением.

Для этого в устройстве для стабилизации постоянного тока, содержащем преобразователь .

r ачабилизируемого тока в частоту, источник опорной частоты, соединенный с одним входом фазового детектора, подсоединенного через фильтр к регулирующему органу, в качестве преобразователя стабилиэируемого тока в частоту использован оптоэлектронный преобразователь, состоящий из последовательно соединенных анализаЮ тора поляризации излучения лазера, помещенного в магнитное поле стабилизируемого тока, фотодетектора и элемента, преобразующего импульсы фотодетектора в синусоидальное переменное напряжение, соединенного с другим входом фазового детектора.

Кроме того, дополнительно с целью расширения допустимых пределов изменения величины стабилиэируемого тока к выходу фотодетектора подключены последовательно соединенные частотный детектор и второй регулирующий орган грубой регулировки тока.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.с каналом грубой регулиров ки.

Устройство содержит привод 1, по которому протекает стабилюируемый ток, трубку 2 лазера c активным газом, поток 3 излучения лазера.

690460 анализатор 4 поляризации излучения лазера, фотодетектор 5, элемент 6, преобразующий импульсы фотодетектора в синусоидальное переменное напряжение, фазовый детектор 7, источник 8 опорной частоты, соединенный с одним вхсдом фазового детектора, фильтр 9, регулирующий орган 10, канал грубой регулировки, состоящий из частотного детектора 11, подключенного к выходу фотодетектора 5, и регулирующего элемента 12. 10

Стабилизация осуществляется следующим образом.

В магнитное поле стабилизируемого тока, протекающего по проводу 1, помещают трубку

2 лазера с активным газом. При этом происхо- 15 дит расщепление уровней активного газа и излучение 3 лазера представляет собой световую волну, плоскость поляризации которой вращается с частотой F, прямо пропорциональной величи. не стабилизируемого тока. 20

Излучение 3 лазера подают через анализатор

4 поляризации на фотодетектор 5. 8 цепи фотодетектора 5 при этом появляются однополирные синусоидальные импульсы тока, которые преоб: разуются элементом 6 в синусоидальное перемен- ное напряжение, имеющее частоту F.

Напряжение с выхода элемента 6 подают на фазовый детектор 7, в котором частота Fс:равнивается с эталонной (опорной) частотой Р поступающей от источника 8 опорной частоты. ЗО

Эталонную частоту F выбирают равной значению частоты Е тока на выходе элемента 6 при требуемой величине стабилизируемого тока Х ет

Если величина тока 3 в проводе 1 отклонится от требуемой величины 3 т, то частота ЕФ F = 35

= Р,, и на выходе фильтра 9 появится напряжение, пропорциональное, разности. Это напряжение подают на регулирующий орган 10, который изменит величину стабилизируемого тока до необходимого значения 3от.

При равенстве частот Р и F напряжение на выходе фазового. детектора постоянно или очень медленно изменяется, Такое напряжение через фильтр 9 не проходит и, следовательно, исполнительный механизм работать не будет.

Частота прямо пропорциональна напряженности магнитнвго поля, а, следовательно, и стабилизируемому току в проводе 1, так как Н= —

02Т где r — расстояние от трубки 2 лазера с активным газом до провода 1, Н вЂ” напряженность создаваемого магнитного поля, Источник 8 опорной частоты кварцевый rt нератор может обеспечить стабильную частоту

F = 10 Гц с погрешностью 10 9. С такой точностью будет поддерживаться значение F вырабатываемое лазерным датчиком, Погрешность самого датчика можно сделать небольшой и, следовательно, величина тока J будет поддерживаться с достаточно высокой точностью. Расширение области втягивания в режим слежения осуществляется при необходимости известными методами.

Предлагаемое устройство позволяет также осуществить непосредственную стабилизацию магнитного поля. Для этого нужно лазер-датчик поместить в стабилизируемое магнитное поле.

На выходе частотного детектора выделяется

I l напряжение рассогласования, величина которого пропорциональна отклонению частоты от опорной эталонной частоты, соответствующей стабильному значению тока. Напряжение рассогласования усиливается усилителем и подается на регулирунпций элемент 12 канала грубой регулировки стабилизируемого тока, который изменяет величину тока, лриближая ее к стабилизируемому значению.

Формула изобретения

1. Устройство для стабилизации постоянного тока, содержащее преобразователь стабилизируемого тока в частоту, источник опорной частоты, соединенный с одним входом фазового детектора, подсоединенного через фильтр к регулирующему органу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации больших токов и возможности использования в цепях с высоким напряжением, в качестве преобразователя стабилизируемого тока в чйстоту использован оптоэлектронный преобразова- . тель, состоящий из последовательно соединенных анализатора поляризации излучения лазера, помещенного в магнитное поле стабилизируемого тока, фотодетектора и элемента, преобразующего импульсы фотодетектора в синусоидальное переменное напряжение, соединенного с другим входом фазового детектора.

2. Устройство для стабилизации по и. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения допустимых пределов изменения величины стабилизируемого тока, к выходу фотодетектора подключены последовательно соединенные частотный детектор и второй регулирующий орган грубой регулировки тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 236557, кл. 6 05 F 1/52, 1967.

2, Патент ФРГ М 1124100, кл. 21 а 35/14, 1960.

Составитель В. Крутлов

Рецактор Ю. Челюканов Техред СМигай Корректор Н. Горват

Заказ 6484/58 Тираж 1015 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