Устройство стабилизации магнитного поля электромагнита

 

УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА, содержащее регулируемый источник питания, выход которого подключен к клеммам для подсоединения обмотки электромагнита , датчик поля, расположенный в магнитном поле электромагнита, выход которого соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого подключен к задатчику, выход элемента сравнения через усилитель соединен с входом регуляторов, выход которого подключен к управляняцему входу регулируемого источника питания , отличающееся тем, что, с целью повьйёнйя точности стабилизации , в него введены сверхпроводящий контур, сверхпроводящий ключ, блок управления, нуль-орган и пороговый элементi причем сверхпроводящий ключ включен в сверхпроводящий контур, а управляющий вход сверхпроS водящего ключа соединен с выходом блока управления, один вход которого подключен к выходу нуль-органа, другой - к выходу порогового элемента, входы нуль-органа и порогового элемента объединены и подключены к выходу усилителя. 4 :л эо о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

151) 4 С 05 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3661161/24-07 (22) 11 ° 11.83 (46) 15.05.86. Бюл. )) 18 (72) 10.П.Севрюгин, А.А.Тункин и В.Н.Дорошенко (53) 621.316.722(088.8) (56) Васильев С.Н. и др. Система питания импульсного электромагнита

1000 А, 200 В. Препринт НИИЭФА, 1976, Г-0315.

Васильев M.Ï. и др. Специальные средства измерений электрических процеесов в электрофизических установках.

Препринт НИИЭФА, 1978, Г-0395. (54) (57) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА, содержащее регулируемый источник питания, выход которого подключен к клеммам для подсоединения обмотки электромагнита, датчик поля, расположенный в магнитном поле электромагнита, выход которого соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого подключен к задатчику, выход элемента сравнения через усилитель соединен с входом регулятора, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повйпенйя точности стабилизации, в него введены сверхпроводящий контур, сверхпроводящий ключ, блок управления, нуль-орган и пороговый элемент, причем сверхпроводящий ключ включен в сверхпроводящий контур, а управляющий вход сверхпроводящего ключа соединен с выходом блока управления, один вход которого подключен к выходу нуль-органа, другой — к выходу порогового элемента, входы нуль-органа и порогового эле" мента объединены и подключены к выходу усилителя.

145800

Устройство работает следующим образом. Через обмотку электромагнита 1 течет ток регулируемого источника 2 питания. Создаваемое электромагнитом поле измеряется датчиком 3 магнитного поля. Сигналы с датчика

3 и с задатчика 4 поступают на входы элемента 5 сравнения. Сигнал рассогласования, усиленный в усилителе 6, подается на вход регулятора 7 поля.

Регулятор управляет источником питания, регулируя ток в цепи электромаг40 нита и, следовательно, величину магнитного поля. Для повышения стабильности магнитного поля, создаваемого электромагнитом, в устройство дополнительно введен сверхпроводящий кон-

45 тур 12, замкнутый через сверхпроводящий ключ 11. При регулировании поля цепью управления регулятора поля сверхпроводящий ключ 11 разомкнут и сверхпроводящий контур 12 находится

50 в резистивном состоянии. Ток в электромагните изменяется, а ЭДС наведенная в контуре, быстро затухает за счет резистивного состояния контура. В момент выхода на заданный

55 уровень сигнал с усилителя 6 поступает на вход нулв-органа 8, который, в свою очередь, подключает блок 10 управления. Сигнал блока управления

1 1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулирования магнитных величин, и может быть использовано в электрофизических установках, в частности, для питания анализирующих магнитов, поворотных магнитов и электромагнитов циклотронов.

Известно устройство стабилизации поля электромагнита, основанное на измерении тока в цепи электромагнит та и компенсации отклонения его от заданного значения воздействием на управляющий вход регулируемого источника питания. Оно содержит регулируемый источник тока, в токовую цепь которого включены электромагнит и датчик тока. Выход датчика тока через систему фазового управления подключен к управляющему входу источника.

Недостатком такого устройства является низкая точность стабилизации поля, связанная с низкой точностью датчиков тока и отсутствием пропор- циональной связи между током и полем в электромагните.

Известно устройство стабилизации поля, содержащее электромагнит, подключенный к регулируемому источнику . питания, и датчик магнитного поля, выход которого подключен к управляющему входу источника. Изменения стабилизируемого поля измеряются датчиком и преобразованные в управляющий г сигнал воздействуют на регулируемый источник питания. Таким образом, изменения поля преобразуются в изменение тока в обмотке электромагнита.

Недостатком такого устройства является низкая точность стабилизации, связанная с погрешностями измерения поля.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации магнитного поля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регулируемый источник питания, выход которого подключен к клеммам для подсоединения обмотки электромагнита, датчик поля, расположенный в магнитном поле электромагнита, выход которого соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого подключен к задатчику, выход элемента сравнения через усилитель соединен с входом регулятора, выход которого подключен к управляющему входу регу5

25 лируемого источника питания, введены сверхпроводящий контур, сверхпроводящий ключ, блок управления, нуль-орган и пороговый элемент, причем сверхпроводящий ключ включен в сверх-. проводящий контур, а управляющий вход сверхпроводящего ключа соединен с выходом блока управления, один вход которого подключен к выходу нуль †органа, другой — к выходу порогового элемента, входы нуль-органа и порогового элемента объединены и подключены к выходу усилителя.

На чертеже представлена схема устройства стабилизации магнитного поля.

Устройство содержит электромагнит 1, подключенный к регулируемому источнику 2 питания, датчик 3 магнитного поля и задатчик 4, подсоединенные к соответствующим входам элемента 5 сравнения, связанного с усилителем 6, выход которого подключен к регулятору 7 поля, нуль-органу 8 и пороговому элементу 9; блок 10 vnDaa" ления, подсоединенный к сверхпроводящему ключу 11, включенному в цепь сверхпроводящего контура 12.

1 .

1145

Редактор О.Кузнецова Техред О.Гортвай Корректор В.Бутяга

Заказ 2718/1 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4 замыкает сверхпроводящий ключ 1l, при этом контур 1? переходит в сверхпроводящее состояние. Контур, расположенный в поле электромагнита, в момент перехода "замораживает" задан- ный уровень поля. Любые изменения поля основной обмотки электромагнита

1 будут компенсироваться изменением поля, создаваемого токами, наводимыми в сверхпроводящем контуре. Вслед- 10 ствие идеального диамагнетизма сверхпроводящего контура компенсация изменения поля электромагнита будет практически идеальной и будет обусловлена только конструктивными особенностями самого электромагнита и контура, При этом исчезает влияние погрешностей датчика на стабильности поля, поскольку датчик используется только для выхода на заданный уровень.

Длительность перехода контура 12 в сверхпроводящее состояние не имеет существенного значения, так как магнитное поле поддерживается на заданном уровне с помощью отрицательной обратной связи путей воздействия сигнала рассогласования с выхода элемента 5 сравнения через усилитель 6 и

800 4 регулятор поля 7 на управляемый источник 2 питания. При программном изменении уровня поля задатчиком сигнал рассогласования с усилителя 6 подается на пороговый элемент 9, который срабатывает при величине сигнала, превышающей максимальное отклонение, определяемое точностью поддержания заданного значения поля. Пороговый элемент 9 отключает блок 10 управления, при этом ключ 11 разрывает сверхпроводящий контур, переводя его в резистивное состояние. Выход на . новый уровень поля происходит по сигналу с датчика 3 поля. Нуль-орган, пороговый элемент и блок управления могут быть реализованы на простых элементах логики, имеющих два устойчивых состояния. В качестве сверхпроводящего ключа может быть использоьан тепловой ключ, представляющий собой нагревательный элемент, подключенный к источнику тока, цепь которого замыкается по сигналу блока управления.

Таким образом, использование данного изобретения позволяет повысить стабильность магнитного поля электромагнита.