Устройство возбуждения электромагнита

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик ())) 94361? (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.05. 80 (2l ) 2/25756/18-21 с присоединением заявки № (23 } П риорнтет

Опубликовано 15,07.82, Бюллетень №26

Дата опубликования описания 15 .07.82 (51)NL. Кл.

G 01 R 33/12

9eyAaynaaeuuii кеиитет

СССР вв далек кзабретеккк к аткемткй (53) УДК 621 ° 317. .М(08В.а) (72) Автор изобретения

А.А.Гейзер

Украинский заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА

15 го

Изобретение относится к устройствам возбуждения магнитных полей . и может быть использовано для полу. чения магнитных полей, например в ускорителях заряженных частиц °

Известно устройство возбуждения электромагнита, содержащее колебательный контур и источник питания(1)

Недостатком его является сложность конструктивного решения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство возбуждения электромагнита, включающее намагничивающую обмотку, выполненную в виде короткозамкнутого конденсатора > подсоединенного к ней источника питания (2), Однако известное устройство возбуждения с использованием намагничивающей обмотки, выполненной в виде короткозамкнутого конденсатора, может работать на частотах равных, или кратных частоте промышленной сети т.е. 50-100-150-200 и т.д. Гц, Кроме того, для точной настройки на эти частоты, параллельно короткозамкнутому конденсатору необходимо подключать подстрочные конденсаторы, так как изготовить намагничивающую обмотку в виде короткозамкнутого конденсатора, настроенную точно на заданную частоту, практически не возможно. Подсоединение подстроечных конденсаторов приводит к увеличению габаритов и веса схемы возбуждения электромагнита. Если же не применять подстройку контура под частоту питающей сети> то несовпаде. ние частот приводит к увеличению потребляемой иэ сети мощности.

Цель изобретения - снижение no"" требляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве возбуждения электромагнита, содержащем намагничивающую обмотку, выполненную в виде короткозамкнутого конденсатора, введен коммутатор, а также при разме3 9436 щении выводов намагничивающих обмоток в середине обкладок короткоэамкнутого конденсатора, последователь" но с коммутатором включена катушка, индуктивности. 5

Выводы сдвинуты относительно середины намагничивающих обмоток.

На .фиг. 1 изображена схема устройства возбуждения электромагнита; на фиг. 2 - временные диаграммы ра- 10 боты устройства.

Устройство возбуждения электромагнита содержит колебательный контур в виде короткозамкнутого конден,сатора, обкладки 1 и 2 которого слу- 1S жат в качестве витков намагничивающей обмотки. Обкладки 1 и 2 эако. рочены перемычкой 3, К выводам 4 и

5 от середин обкладок 1 и 2 через тиристорный коммутатор 6 подключен щ источник питания 7, Если в качестве тиристорного коммутатора 6 используется, например, тиристор, обладающий односторонней управляемостью, в цепь источника питания последова- 2s тельно должна быть включена катушка

8 индуктивности, Если выводы 4 и 5 сдвинуть относительно середин обкладок на некоторое расстояние (например, вывод 4 влево, а вывод 5 впра- зв во от середин), то включение катушки 8 индуктивности не обязательно.

Работа устройства происходит следующим образом.

17 4

2 конденсатора, 26 - ток I текущий по обкладкам 1 и 2.

В момент С! конденсатор устройства полностью разряжен, а ток, текущий по обкладкам, достигает максимума. С момента t до момента t конденсатор перезаряжается так, что обкладка 2 заряжается положительно относительно обкладки 1, при этом ток уменьшается с максимального значения до нуля, В момент t> ток в обкладках меняет направление и до момента и он нарастает до максимального значения, вызывая разрядку конденсатора. В момент t 3 включается тиристорный коммутатор 6 и источник питания 7 оказывается подключенным к последовательному колебательному контуру, образованному катушкой 8 индуктивности и обкладками 1 и 2 конденсатора. Длительность тока заряда, а следовательно длительность ввода энергии, определяется частотои последовательного контура щ)„, В момент t4, когда ток заряда (фиг.2в) станет равным нулю, тиристорный коммутатор 6 выключается. Для выполнения условия коммутации необходимо, чтобы частота колебательного контура, образованного емкостью обкладок 1 и 2 и индуктивностью этих обкладок Ю, была меньше частоты последовательного колебательного контура 4 и, т.е.

40

Предположим, что в начальном состоянии обкладка 1 заряжена положительно относительно обкладки 2.

Такая зарядка может быть осуществлена, например, включением тиристорного коммутатора 6. После замыкания обкладок 1 и 2 перемычкой 3, конденсатор начинает разряжаться. Так как токи в обкладках 1 и 2 направлены одинаково, обкладки 1 и 2 образуют индуктивность и разряд конденсатора происходит не мгновенно, а по закону

U< — Ue cos юк t (1) где Б - максимальное напряжение

См между обкладками 1 и 2 конденсатора, (d - частота колебательного контура, зависящая от электроемкости конденсатора и индуктивности обкладок

1и2, На фиг. 2 показаны: 2а - эпюра напряжения !!с между обкпадками 1 и щ„сс и)„ (2)

Так как емкость обладок 1 и 2 в обеих контурах одна и та же, следовательно для выполнения условия (2), индуктивность обкладок L< должна быть больше индуктивности катушки 8

L, т.е.

L yy 1В (3)

Ввиду малого значения индуктивности катушки 8 ее включение не обязательно, так как бывает достаточна индуктивность подводящих проводов и несимметрия подключения выводов 4 и 5 к серединам обкладок 1 и

2 конденсатора. Катушка 8 индуктивности не нужна в том случае, если искусственно сдвинуть выводы 4 и 5 от середин намагничивающих обмоток на некоторое расстояние, например вывод 4 влево, а вывод 5 вправо.

В этом случае необходимая для коммутации индуктивность образуется

943617 6 подключенный к выводам намагничиваю" щей обмотки °

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что при размею щении выводов намагничивающих обмоток в середине обкладок коротковвмк" нутого конденсатора, последовательно с тиристорным коммутатором включена катушка индуктивности.

Формула и зобретения

1. Устройство возбуждения электромагнита, содержащее намагничивающую обмотку, выполненную в виде короткозамкнутого конденсатора, о тл и чающее с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в него введен тиристорный коммутатор, 5 между выводами 4 и 5 намагничивающей обмотки.

Изобретение позволяет уменьшить габариты и вес схемы возбуждения электромагнита, так как отпадает необходимость в подстройке частоты колебательного контура под частоту питающей сети. По этой же причине уменьшается потребляемая от сети мощность.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ким M.Â., Ярушкин 10.П. К расчету генератора с импульсным вводом энергии в колебательный контур.

Труды VII Межвузовской конференции по электронным ускорителям. Вып. 3, Атомиздат, 1970.

2. Авторское свидетеЛьство СССР ,И 181753, кл. H 05 7/04, 1964.

943617 э н

Редактор Л.Явраменко

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

Составитель Г,Семенова

Техред M. Tenep КорректоР Ю.Макаренко» «l

Заказ 5100/51 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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