RU2669761C1 - Power source for stations of ship deperming - Google Patents
Power source for stations of ship deperming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669761C1 RU2669761C1 RU2017136889A RU2017136889A RU2669761C1 RU 2669761 C1 RU2669761 C1 RU 2669761C1 RU 2017136889 A RU2017136889 A RU 2017136889A RU 2017136889 A RU2017136889 A RU 2017136889A RU 2669761 C1 RU2669761 C1 RU 2669761C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- current
- demagnetization
- comparator
- Prior art date
Links
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 claims abstract description 59
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 14
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 14
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 101150055297 SET1 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 206010033101 Otorrhoea Diseases 0.000 description 1
- 101150117538 Set2 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G9/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels against submarines, torpedoes, or mines
- B63G9/06—Other offensive or defensive arrangements on vessels against submarines, torpedoes, or mines for degaussing vessels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
- H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области размагничивания кораблей и может быть преимущественно использовано для питания рабочих обмоток размагничивания с установкой на станциях безобмоточного размагничивания взамен используемых в настоящее время электромеханических систем и может быть использовано в качестве импульсного источника питания большой мощности, например, в единых электроэнергетических системах судов с высокоинерционными первичными источниками электроэнергии.The present invention relates to the field of demagnetization of ships and can be mainly used to power the working demagnetization windings with the installation at winding-free demagnetization stations instead of the currently used electromechanical systems and can be used as a switching power supply of high power, for example, in unified power systems of ships with high inertia primary sources of electricity.
Источники питания для станций безобмоточного размагничивания представляют собой импульсные источники тока большой мощности, обеспечивающие протекание в рабочих и компенсационных контурах полеобразующих обмоток токов заданной формы. В частности, в рабочих обмотках размагничивания, в соответствии с существующими методиками электромагнитной обработки кораблей, для разрушения магнитного поля необходимо формировать знакопеременную последовательность трапецеидальных импульсов тока, амплитуда которых уменьшается от заданного максимального значения тока до заданного минимального значения по линейному или экспоненциальному закону. При этом мгновенная мощность на обмотке размагничивания может изменяться в диапазоне от 4.5 МВт для первого импульса до 60 Вт для последнего импульса с поддержанием заданной точности отработки импульса.Power sources for non-winding demagnetization stations are high-power pulsed current sources, which ensure the flow of field-forming current windings of a given shape in the working and compensation loops. In particular, in the working demagnetization windings, in accordance with the existing methods of electromagnetic processing of ships, to destroy the magnetic field, it is necessary to form an alternating sequence of trapezoidal current pulses, the amplitude of which decreases from a given maximum current value to a given minimum value according to a linear or exponential law. In this case, the instantaneous power on the demagnetization winding can vary in the range from 4.5 MW for the first pulse to 60 W for the last pulse, while maintaining the specified accuracy of the pulse.
Известны устройства формирования импульсных магнитных полей (Физика и техника сильных магнитных полей. В.Р. Карасик - М: Наука, 1964, с. 112-119), основанные на использовании в качестве импульсного источника тока электрических конденсаторов, аккумуляторов, специальных электромеханических генераторов и магнитных индукторов. Там же описано используемое на практике в настоящее время на станциях безобмоточного размагничивания устройство формирования знакопеременной импульсной последовательности тока с использованием системы «мотор-генератор». Источник питания для станций безобмоточного размагничивания, построенный по данному принципу, содержит силовой трехмашинный электромеханический агрегат, состоящий из разгонного двигателя, приводного двигателя и генератора постоянного тока, формирующего знакопеременную импульсную последовательность, а также системы управления электромашинными агрегатами: устройства пуска и стабилизации частоты вращения агрегата; устройства управления током якоря генератора постоянного тока со стороны обмотки возбуждения; задающего устройства, формирующего программу формирования импульсной последовательности тока.Known devices for generating pulsed magnetic fields (Physics and technology of strong magnetic fields. VR Karasik - M: Nauka, 1964, pp. 112-119), based on the use of electric capacitors, batteries, special electromechanical generators and magnetic inductors. It also describes a device used in practice at present for winding-free demagnetization to form an alternating pulse current sequence using the motor-generator system. The power supply for winding-free demagnetization stations, constructed according to this principle, contains a three-machine electromechanical power unit, consisting of an accelerating engine, a driving motor and a direct current generator forming an alternating pulse sequence, as well as control systems for electric machine units: starting and stabilization devices; control devices for the current of the armature of the DC generator from the side of the field winding; a master device forming a program for generating a pulsed current sequence.
Недостатками этого устройства являются: высокая стоимость изготовления приводного двигателя и электромеханического генератора, низкий КПД ввиду многократного преобразования энергии, громоздкость системы, необходимость периодического обслуживания квалифицированным персоналом и др. Данные устройства не позволяют обеспечить высокую точность формирования фронта и среза трапецеидального импульса, а также имеют существенные ограничения по скорости нарастания фронта импульса и скорости спада среза импульса. Указанные недостатки обусловлены высокой инерционностью электромеханического генератора постоянного тока и максимальным значением напряжения, технически реализуемом на современных генераторах. Кроме того, в автономных станциях безобмоточного размагничивания скорость нарастания фронтов импульса ограничена техническими возможностями набора мощности дизель-электрической станцией.The disadvantages of this device are: the high cost of manufacturing a drive motor and an electromechanical generator, low efficiency due to multiple energy conversions, the bulkiness of the system, the need for periodic maintenance by qualified personnel, etc. These devices do not allow for high accuracy in the formation of the front and cut of the trapezoidal pulse, and also have significant restrictions on the rate of rise of the pulse front and the decay rate of the pulse cutoff. These shortcomings are due to the high inertia of the electromechanical DC generator and the maximum voltage value that is technically feasible on modern generators. In addition, in autonomous winding-free demagnetization stations, the rate of rise of the pulse fronts is limited by the technical capabilities of power-up by a diesel-electric station.
Известно устройство размагничивания судна (патент RU 2616508, МПК B63G 9/06, H01F 13/00 от 22.03.2017). Устройство размагничивания содержит три ортогонально расположенные вблизи судна обмотки размагничивания, подключенные через коммутатор, катушку индуктивности и переключатель полярности к батарее накопительных конденсаторов, связанной с выходом регулируемого зарядного устройства, подсоединенного к электрической сети, и блок управления. При этом разрядный контур содержит емкость, индуктивность и сопротивление, номинальные значения, которых выбирают с целью получения затухающего колебательного режима разряда батареи накопительных конденсаторов.A device is known to demagnetize a vessel (patent RU 2616508, IPC
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности изменения формы разрядного тока в процессе размагничивания и поддержания постоянного тока в ортогональных обмотках.The disadvantage of this device is the inability to change the shape of the discharge current during demagnetization and maintaining a constant current in orthogonal windings.
Известно устройство «Источник питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей» (патент RU 2552625, МПК B63G 9/06, H03K 3/57 от 10.06.2015), принятое за прототип. Устройство содержит источник трехфазного напряжения, соединенный с пусковым блоком с автоматическим выключателем, зарядное устройство, емкостной накопитель, мостовой коммутатор, датчик тока, регулятор параметров импульса, выход пускового блока соединен с зарядным устройством, положительный и отрицательный выходы которого через гасящие дроссели соединены с емкостным накопителем, выходы которого подключены к мостовому коммутатору, в диагональ которого через последовательно соединенные высокочастотный фильтр и датчик тока включена обмотка размагничивания, а выход датчика тока по цепи обратной связи соединен со входом регулятора параметров импульса, один выход которого соединен со входами управления мостового коммутатора, а второй выход с пусковым блоком. Кроме того, источник отличается наличием фазосдвигающего ШИМ-контроллера, вход которого соединен с суммирующим усилителем, а выходы АС и BD попарно соединены со схемами «ИЛИ», выходы которых соединены каждый с двумя схемами «И», вторые входы которых соединены с задающим устройством, одна пара схем «И» напрямую, а вторая пара - через схему «НЕ», выходы схем «И» соединены с драйверами, входящими в регулятор параметров импульса.A device is known “Power source for stations without magnetizing demagnetization of ships” (patent RU 2552625, IPC B63G 9/06,
У известного устройства имеются следующие недостатки:The known device has the following disadvantages:
- низкая точность стабилизации тока, обусловленная выбором способа стабилизации тока посредством широтно-импульсной модуляции сигнала разности между заданным значением тока и его истинным значением в полеобразующей обмотке;- low accuracy of current stabilization, due to the choice of the method of current stabilization by means of pulse-width modulation of the difference signal between the set current value and its true value in the field-forming winding;
- низкое качество стабилизации площадки трапецеидального импульса тока, обусловленное наличием в силовой цепи прототипа фильтра высоких частот;- low quality stabilization area of the trapezoidal current pulse due to the presence in the power circuit of the prototype high-pass filter;
- невозможность формирования среза трапецеидального импульса, если заданное время среза меньше времени естественного разряда индуктивности полеобразующей обмотки.- the impossibility of forming a slice of a trapezoidal pulse if the specified cut-off time is less than the natural discharge time of the inductance of the field-forming winding.
Указанные недостатки не позволяют получать высокую точность формирования знакопеременной последовательности трапецеидальных импульсов тока в рабочей обмотке станции безобмоточного размагничивания, в связи с чем значительно ухудшается качество и увеличиваются сроки магнитной обработки объектов морской техники.These shortcomings do not allow to obtain high accuracy in the formation of an alternating sequence of trapezoidal current pulses in the working winding of a winding-free demagnetization station, and therefore the quality deteriorates significantly and the time for magnetic processing of marine equipment is increased.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является качественное улучшение точности формирования знакопеременной последовательности трапецеидальных импульсов тока в рабочих обмотках источниками питания станций безобмоточного размагничивания кораблей на всех участках импульса: фронт, площадка, срез; а также снижение массогабаритных характеристик источника питания и упрощение эксплуатации.The problem to which the invention is directed, is a qualitative improvement in the accuracy of the formation of an alternating sequence of trapezoidal current pulses in the working windings by the power supplies of the stations of winding-free demagnetization of ships in all sections of the pulse: front, platform, slice; as well as reducing the weight and size characteristics of the power source and simplifying operation.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в источнике питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей, содержащем неуправляемый трехфазный источник питания переменного тока, зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, мостовой коммутатор, датчик тока, обмотку размагничивания, устройство задания параметров импульсной последовательности, имеются следующие отличия - выход устройства задания параметров импульсной последовательности соединен с устройством формирования импульсной последовательности, выходы которого соединены с входом устройства управления мостовым коммутатором, в который дополнительно введены два компаратора; и с задающим управляющим входом зарядного устройства, к силовым входам которого подключены выходы источника трехфазного напряжения, а силовой выход непосредственно подключен к емкостному накопителю энергии, выход которого подключен к дополнительно введенному датчику напряжения, информационный выход которого подключен к управляющему входу зарядного устройства по цепи обратной связи контура стабилизации напряжения, и мостовому коммутатору, управляющие входы которого соединены с выходами устройства управления мостовым коммутатором, в диагональ мостового коммутатора через датчик тока, информационный выход которого по цепи обратной связи контура регулирования тока обмотки размагничивания подключен к управляющему входу устройства управления силовым коммутатором, и дополнительно введенный фильтр низкой частоты включена обмотка размагничивания.The problem is solved due to the fact that the power supply for the winding-free demagnetization of ships, which contains an uncontrolled three-phase AC power source, charger, capacitive energy storage, bridge switch, current sensor, demagnetization winding, pulse sequence parameter setting device, has the following differences - the output of the device for setting parameters of the pulse sequence is connected to the device for forming the pulse sequence, the outputs otorrhea connected to the input of switch bridge control unit, in which two additional comparator administered; and with a master control input of the charger, to the power inputs of which the outputs of the three-phase voltage source are connected, and the power output is directly connected to a capacitive energy storage device, the output of which is connected to an additional voltage sensor, the information output of which is connected to the control input of the charger through the feedback circuit voltage stabilization circuit, and the bridge switch, the control inputs of which are connected to the outputs of the control device of the bridge switch, to the diagonal of the bridge switch through a current sensor, the information output of which is connected to the control input of the power switch control device via the feedback loop of the current control circuit of the demagnetization coil, and the demagnetization winding is included in the additional input low-pass filter.
Кроме того, устройство управления мостовым коммутатором содержит два компаратора К1 и К2, при чем на инверсный вход первого компаратора К1 и на прямой вход второго компаратора К2 подаются от устройства формирования импульсной последовательности увеличенные и уменьшенные на половину значения ширины зоны нечувствительности соответственно, а на прямой вход первого компаратора К1 и инверсный вход второго компаратора К2, соединенных вместе, подается сигнал обратной связи контура регулирования тока обмотки размагничивания от датчика тока, при этом выход первого компаратора К1 соединен со входом R первого RS-триггера, входом S второго RS-триггера и с одним из входов второй логической схемы «ИЛИ», а выход второго компаратора соединен с входом S первого RS-триггера, входом R второго RS-триггера и одним из входов первой логической схемы «ИЛИ», а также выход первого RS-триггера соединен со вторым входом первой логической схемы «ИЛИ» и выход второго RS-триггера соединен со вторым входом второй логической схемы «ИЛИ», а выход первой логической схемы «ИЛИ» соединен с входами драйверов транзисторных модулей прямой диагонали, выход второй логической схемы «ИЛИ» соединен со входами драйверов транзисторных модулей обратной диагонали.In addition, the bridge switch control device contains two comparators K1 and K2, and the inverse input of the first comparator K1 and the direct input of the second comparator K2 are fed from the pulse sequence forming device, increased and reduced by half the values of the deadband, respectively, and to the direct input the first comparator K1 and the inverse input of the second comparator K2 connected together, the feedback signal of the demagnetization winding current control loop from the current sensor is applied, pr and the output of the first comparator K1 is connected to the input R of the first RS-trigger, the input S of the second RS-trigger and to one of the inputs of the second logic circuit OR, and the output of the second comparator is connected to the input S of the first RS-trigger, input R of the second RS -trigger and one of the inputs of the first OR logic, as well as the output of the first RS-trigger is connected to the second input of the first OR logic and the output of the second RS-trigger is connected to the second input of the second OR logic, and the output of the first logical circuit "OR" is connected to the inputs of the transistor drivers of direct diagonal modules, the output of the second OR logic is connected to the driver inputs of transistor modules of the reverse diagonal.
Сущность предложенного изобретения поясняется следующими чертежами:The essence of the proposed invention is illustrated by the following drawings:
- на фиг. 1 изображена структурная схема источника питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей;- in FIG. 1 shows a structural diagram of a power source for stations without magnetizing demagnetization of ships;
- на фиг. 2 представлена схема электрическая принципиальная мостового коммутатора;- in FIG. 2 is an electrical schematic diagram of a bridge switch;
- на фиг. 3 представлена схема электрическая принципиальная устройства управления мостовым коммутатором;- in FIG. 3 is an electrical schematic diagram of a bridge switch control device;
- на фиг. 4 изображено устройство формирования импульсной последовательности;- in FIG. 4 shows a pulse sequence generating apparatus;
где:Where:
1 - неуправляемый трехфазный источник питания переменного тока;1 - uncontrolled three-phase AC power source;
2 - зарядное устройство;2 - charger;
3 - емкостной накопитель энергии;3 - capacitive energy storage;
4 - датчик напряжения;4 - voltage sensor;
5 - мостовой коммутатор;5 - bridge switch;
5.1, 5.2, 5.3, 5.4 - драйверы;5.1, 5.2, 5.3, 5.4 - drivers;
5.5, 5.6, 5.7, 5.8 - транзисторные модули;5.5, 5.6, 5.7, 5.8 - transistor modules;
6 - фильтр низкой частоты;6 - low-pass filter;
7 - датчик тока;7 - current sensor;
8 - обмотка размагничивания;8 - demagnetization winding;
9 - устройство управления;9 - control device;
9.1, 9.2 - RS-триггеры;9.1, 9.2 - RS-triggers;
9.3, 9.4 - логические схемы «ИЛИ»;9.3, 9.4 - logical circuits "OR";
10 - устройство формирования импульсной последовательности10 - a device for generating a pulse sequence
10.1 - таймер;10.1 - timer;
10.2 - вычислительное устройство;10.2 - computing device;
11 - устройство задания параметров импульсной последовательности.11 is a device for setting parameters of a pulse sequence.
Предлагаемый источник питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей (фиг. 1) включает неуправляемый трехфазный источник питания переменного тока 1, выход которого соединен с зарядным устройством 2, выход которого соединен с емкостным накопителем энергии 3, выходы которого подключены к датчику напряжения 4 емкостного накопителя энергии 3 и мостовому коммутатору 5, к выходам которого через последовательно соединенный фильтр низкой частоты 6 и датчик тока 7 включена обмотка размагничивания 8, выход датчика тока 7 по цепи обратной связи соединен со вторым входом устройства управления 9 мостовым коммутатором 5, первый вход устройства управления 9 соединен с первым выходом устройства формирования импульсной последовательности 10, вход которого соединен с выходом устройства задания параметров импульсной последовательности 11, второй выход устройства формирования импульсной последовательности 10 соединен с первым входом зарядного устройства 2, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения 4 емкостного накопителя энергии 3.The proposed power source for non-winding demagnetization of ships (Fig. 1) includes an uncontrolled three-phase
Мостовой коммутатор 5 на фиг. 2 представляет собой мостовой однофазный инвертор напряжения и содержит четыре драйвера 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 и четыре транзисторных модуля 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, при чем коллекторы транзисторных модулей 5.5 и 5.7 подключены к положительному выводу емкостного накопителя энергии 3 (фиг. 1), а эмиттеры транзисторных модулей 5.6 и 5.8 подключены к отрицательному выводу емкостного накопителя энергии 3 (фиг. 1), управление транзисторными модулями 5.5, 5.6, 5.7 и 5.8 осуществляется посредством подачи управляющих сигналов, поступающих от устройства управления 9 мостовым коммутатором 5 (фиг. 1), на драйверы 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4 соответственно, подключенных к затворам транзисторных модулей 5.5,5.6, 5.7 и 5.8.The
Регулируемая ширина зоны нечувствительности релейного управления представляет собой диапазон значений тока обмотки размагничивания 8, в пределах которого на выходе устройства управления 9 мостовым коммутатором 5 сохраняется предыдущее состояние сигналов управления драйверами 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4, а значит, и состояния выходов драйверов 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4, и состояние транзисторных модулей 5.5, 5.6, 5.7 и 5.8.The adjustable width of the dead band of the relay control is a range of values of the demagnetization winding current 8, within which the previous state of the driver control signals 5.1, 5.2, 5.3, and 5.4, and, therefore, the state of the outputs of the drivers 5.1, 5.2, is saved at the output of the
Для управления током обмотки размагничивания 8 с использованием релейного управления с регулируемой шириной зоны нечувствительности в устройство управления 9 мостовым коммутатором 5, (фиг. 3) дополнительно введены два компаратора К1 и К2, причем инверсный вход компаратора К1 и прямой вход компаратора К2 получают сигнал обратной связи по току обмотки размагничивания 8 с выхода датчика тока 7. Прямой вход компаратора К1 и инверсный вход компаратора К2 соединены с выходами устройства формирования импульсной последовательности 10 и получают сигналы заданных значений тока, увеличенные (Iзад1(t)) и уменьшенные (Iзад2(t)) на половину значения ширины зоны нечувствительности соответственно. При этом выход компаратора К1 соединен с входом R RS-триггера 9.1, входом S RS-триггера 9.2 и с входом А логической схемы «ИЛИ» 9.4, а выход компаратора К2 соединен с входом S RS-триггера 9.1, входом R RS-триггера 9.2 и с входом В логической схемы «ИЛИ» 9.3, а также выход RS-триггера 9.1 соединен с входом А логической схемы «ИЛИ» 9.3 и выход RS-триггера 9.2 соединен с входом В логической схемы «ИЛИ» 9.4, выход логической схемы «ИЛИ» 9.3 подключен к объединенным (на рис.не показано) входам драйверов 5.1 и 5.4 транзисторных модулей 5.5 и 5.8 соответственно, а выход логической схемы «ИЛИ» 9.4 подключен к объединенным (на рис. не показано) входам драйверов 5.2 и 5.3 транзисторных модулей 5.6 и 5.7 соответственно.To control the demagnetization winding current 8 using relay control with an adjustable dead band width, two comparators K1 and K2 are additionally introduced into the
Устройство формирования импульсной последовательности 10 источника питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей на фиг. 4 содержит таймер 10.1, предназначенный для отсчета временных интервалов в реальном времени и обнуляемый по сигналу сравнения текущего значения времени таймера и заданных значений временных параметров формируемого импульса, и вычислительное устройство 10.2, сравнивающее показания таймера 10.1 с заданными значениями длительности фронта, импульса, среза и паузы и формирующее сигнал задания контура стабилизации напряжения емкостного накопителя энергии 3, причем выход таймера 10.1 соединен с одним из входов вычислительного устройства 10.2, на остальные входы которого подаются сигналы от устройства задания параметров импульсной последовательности 11 и сигнал завершения заряда емкостного накопителя энергии 3 UCгот от зарядного устройства 2, при этом два выхода вычислительного устройства 10.2, с которых передаются сигналы, определяющие заданное значение тока (Iзад1(t), Iзад2(t)) с учетом заданного значения ширины зоны нечувствительности соединены с соответствующими входами устройства управления 9 мостовым коммутатором 5, а третий выход (UСзад) соединен с одним из входов зарядного устройства 2.The device for generating a
Работает источник питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей следующим образом.There is a power source for stations without magnetizing demagnetization of ships as follows.
Перед началом магнитной обработки объектов морской техники источник питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей находится в следующем состоянии: емкостной накопитель энергии 3 отключен от неуправляемого трехфазного источника переменного тока 1 зарядным устройством 2 и характеризуется начальным запасом электрической энергии, определяемым электрической емкостью накопителя энергии 3 и имеющемся уровнем напряженияBefore magnetic processing of marine equipment begins, the power supply for the winding-free demagnetization stations is in the following state: the
где W - начальный запас электрической энергии, запасенный в емкостном накопителе энергии 3; С - значение емкости емкостного накопителя энергии 3; UC0 - исходное значение напряжения на емкостном накопителе энергии 3; все транзисторные модули 5.5, 5.6, 5.7, 5.8 мостового коммутатора 5 находятся в непроводящем состоянии; ток в обмотке размагничивания 8, измеренный датчиком тока 7, равен нулю.where W is the initial supply of electrical energy stored in a capacitive
С помощью устройства задания параметров импульсной последовательности 11 задаются параметры требуемой импульсной последовательности: длительность фронта Tф, длительность импульса TИ, длительность среза ТМ, длительность паузы между импульсами ТП, а также начальное значение амплитуды A0 (амплитуда первого импульса), конечное значение амплитуды последнего импульса АК. (амплитуда последнего импульса). Кроме того, задается декремент затухания амплитуд импульсов Д и значение ширины зоны нечувствительности ΔI, определяющая точность стабилизации заданного значения тока в обмотке размагничивания 8.Using the device for setting the parameters of the
Далее, заданные параметры передаются в устройство формирования импульсной последовательности 10, которое осуществляет координированное управление двумя различными контурами регулирования: контур стабилизации уровня напряжения на емкостном накопителе энергии 3; контур регулирования программно-задаваемого тока в обмотке размагничивания 8. Координированное управление происходит следующим образом. После получения от устройства задания параметров импульсной последовательности 11 параметров требуемого импульса тока в обмотке размагничивания 8, устройство формирования импульсной последовательности 10 подает управляющий сигнал на вход устройства управления 9 мостовым коммутатором 5, запрещающий коммутацию транзисторных модулей 5.5, 5.6, 5.7, 5.8 мостового коммутатора 5.Further, the specified parameters are transferred to the
Одновременно вычислительное устройство 10.2 обеспечивает начало работы контура стабилизации уровня напряжения на емкостном накопителе энергии 3, состоящего из зарядного устройства 2, емкостного накопителя энергии 3 и датчика напряжения 4, соединенного по цепи обратной связи с зарядным устройством 2, в следующей последовательности.At the same time, the computing device 10.2 provides the start of the stabilization of the voltage level stabilization circuit on the
Сначала вычислительное устройство 10.2 производит расчет требуемого значения напряжения на емкостном накопителе энергии 3, обеспечивающее оптимальный запас энергии для формирования очередного импульса тока и являющееся сигналом задания контура стабилизации уровня напряжения, согласно оценкеFirst, the computing device 10.2 calculates the required voltage value on the
где Imax - значение амплитуды формируемого импульса тока; Rн - активная составляющая сопротивления обмотки размагничивания 8; и передает это значение в зарядное устройство 2.where I max - the value of the amplitude of the generated current pulse; R n - the active component of the resistance of the demagnetization winding 8; and transfers this value to
С устройства формирования импульсной последовательности 10 по окончании его настройки подается сигнал задания на зарядное устройство 2, который дает разрешение на начало заряда емкостного накопителя энергии 3. Зарядное устройство 2, преобразуя электрическую энергию переменного тока, получаемую от неуправляемого трехфазного источника переменного напряжения 1, в энергию регулируемого постоянного тока, обеспечивает стабилизацию значения напряжения емкостного накопителя энергии 3, заданного устройством формирования импульсной последовательности 10, посредством сравнения заданного значения напряжения UCзад и текущего значения, измеренного датчиком напряжения 4, а при падении выходного напряжения ниже заданной величины, обеспечивает требуемое значение зарядного тока.From the device for generating the
После зарядки емкостного накопителя энергии 3 до заданного уровня напряжения на устройство формирования импульсной последовательности 10 от зарядного устройства 2 приходит сигнал завершения заряда емкостного накопителя энергии 3 UCгот на вычислительное устройство 10.2 устройства формирования импульсной последовательности 10. Получив сигнал завершения заряда емкостного накопителя 3 UCгот, вычислительное устройство 10.2 производит расчет управляющих сигналов управления контуром тока обмотки размагничивания 8 с учетом заданного значения ширины зоны нечувствительности, подаваемых на соответствующие входы устройства управления 9 мостовым коммутатором 5.After charging the capacitive
где Iтек(t) - текущее значение тока в обмотке размагничивания 8, измеренное датчиком тока 7. Текущее значение тока, увеличенное на половину значения ширины зоны нечувствительности, предназначено для подачи на прямой вход компаратора К1 устройства управления 9 мостовым коммутатором 5 и определяет верхнюю границу токового коридора. Текущее значение тока, уменьшенное на половину значения ширины зоны нечувствительности, предназначено для подачи на инверсный вход компаратора К2 устройства управления 9 мостовым коммутатором 5 и определяет нижнюю границу токового коридора. После данного расчета осуществляется проверка окончания паузы путем сравнения значения текущего времени t полученного с таймера 10.1, и заданной величины паузы между импульсами Тп. При положительном окончании проверки окончания паузы устройство формирования импульсной последовательности 10 формирует сигнал на разрешение процесса формирования импульса тока, при этом устанавливает на входы устройства управления мостовым коммутатором 9 рассчитанные значения границ токового коридора.where I tech (t) is the current value of the current in the demagnetization winding 8, measured by the
Устройство управления 9 мостовым коммутатором 5 обеспечивает поддержание тока обмотки размагничивания 8 внутри рассчитанных границ токового коридора посредством релейного управления с регулируемой шириной зоны нечувствительности и формирования соответствующих сигналов управления драйверами с 5.1 по 5.4, которые в свою очередь обеспечивают своевременное открытие или закрытие транзисторных модулей с 5.5 по 5.8, следующим образом:The
В компараторах К1 и К2 происходит сравнение текущего значения тока Iтек(t) в обмотке размагничивания 8, полученного от датчика тока 7, с величиной заданного тока, увеличенного и уменьшенного на величину, равную половине ширины зоны нечувствительности. Выход компаратора К1 принимает значение, равное логической единице, при условии, что текущее значение тока больше заданного значения тока, увеличенного на половину значения ширины зоны нечувствительности. В обратном случае выход компаратора К1 принимает значение, равное логическому нолю. Выход компаратора К2 принимает значение, равное логической единице, при условии, что текущее значение тока меньше заданного значения тока, уменьшенного на половину значения ширины зоны нечувствительности. В обратном случае выход компаратора К1 принимает значение, равное логическому нолю. Таким образом оба компаратора К1 и К2 могут принимать одновременно значение, равное нулю тогда и только тогда, когда текущее значение тока находится внутри токового коридора или, что тоже самое, зоны нечувствительности, определяющей точность отработки заданного импульса тока.In the comparators K1 and K2, the current value of current I tech (t) in the demagnetization winding 8 received from the
Дальнейшую работу устройства управления рассмотрим на примере. Допустим, начальное текущее значение тока в обмотке размагничивания 8 находится ниже заданного значения тока, уменьшенного на величину, равную половине значения ширины зоны нечувствительности. Тогда выход компаратора К1 примет значение, равное логическому нолю, а компаратора К2 - логической единице. Тогда выход RS-триггера 9.1 установится, равным логической единице, а выход RS-триггера 9.2 - логическому нолю. В итоге выход логической схемы «ИЛИ» 9.3 установится в состояние, эквивалентное логической единице, и, тем самым, обеспечит формирования управляющего сигнала на открытие драйверов 5.1 и 5.4, которые в свою очередь обеспечит открытие транзисторных модулей 5.5 и 5.8 мостового коммутатора 5, что приведет тому, что к обмотке размагничивания 8 будет приложено напряжение емкостного накопителя энергии 3, что приведет к росту тока в обмотке размагничивания 8. При вхождении текущего значения тока в обмотке размагничивания 8 внутрь ширины зоны нечувствительности выходы обоих компараторов К1 и К2 обратятся в логические ноли. При этом выходы RS-триггеров 9.1 и 9.2 не изменятся. Таким образом, к обмотке размагничивания 8 будет также приложено напряжение емкостного накопителя 3, а, следовательно, продолжится рост тока в обмотке размагничивания 8. При достижении текущим значением тока в обмотке размагничивания 8 верхней границы зоны нечувствительности выход компаратора К1 обратится в логическую единицу, а выход компаратора К2 останется, равным логическому нолю. При этом выход RS-триггера 9.1 изменится на логический ноль, а RS-триггера 9.2 изменится на логическую единицу. Таким образом, устройство управления 9 мостовым коммутатором 5 обеспечит формирования управляющих сигналов на открытие драйверов 5.2 и 5.3, которые в свою очередь обеспечат открытие транзисторных модулей 5.6 и 5.7 мостового коммутатора 5, что приведет к тому, что к обмотке размагничивания 8 будет приложено напряжение емкостного накопителя энергии 3, взятого со знаком минус, что приведет к управляемому спаду тока в обмотке размагничивания 8. При уменьшении тока работа устройства управления 9 мостовым коммутатором 5 аналогична описанной ранее.The further operation of the control device will be considered as an example. Suppose that the initial current value of the current in the demagnetization winding 8 is below the set current value, reduced by an amount equal to half the value of the width of the dead zone. Then the output of the comparator K1 will take a value equal to a logical zero, and the comparator K2 - a logical unit. Then the output of the RS-trigger 9.1 is set equal to a logical unit, and the output of the RS-trigger 9.2 is set to a logical zero. As a result, the output of the OR logic 9.3 will be set to a state equivalent to a logical one, and thereby ensure the formation of a control signal for opening the drivers 5.1 and 5.4, which in turn will ensure the opening of transistor modules 5.5 and 5.8 of the
Мостовой коммутатор 5 обеспечивает формирование импульсов тока в обмотке размагничивания 8, отфильтрованных от высокочастотных помех фильтром низкой частоты 6.The
Таким образом, за счет введения в схему источника питания для станций безобмоточного размагничивания кораблей датчика напряжения 4 на емкостном накопителе энергии 3 и устройства формирования импульсной последовательности 10 позволяет организовать контур стабилизации уровня напряжения на емкостном накопителе энергии 3, что позволяет обеспечить одинаковую точность во всем диапазоне амплитуд импульсов тока от максимального до минимального.Thus, by introducing a
Кроме того, дополнительное увеличение точности поддержания тока осуществляется за счет введения фильтра низких частот 6, поглощающего высокочастотную составляющую выходного тока, вносимую коммутацией ключей мостового коммутатора 5 и оставляющего неизменным низкочастотную полезную составляющую тока нагрузки 8.In addition, an additional increase in the accuracy of maintaining the current is carried out by introducing a low-
Кроме того, за счет введения компараторов К1 и К2 в устройство управления 9 мостовым коммутатором 5 и, соответственно, реализации релейного управления с регулируемой шириной зоны нечувствительности достигается качественное улучшение точности формирования знакопеременной последовательности трапецеидальных импульсов тока в рабочих обмотках источниками питания станций безобмоточного размагничивания кораблей на всех участках импульса: фронт, площадка, срез.In addition, due to the introduction of comparators K1 and K2 into the
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет обеспечить возможность измерения и стабилизации уровня заряда емкостного накопителя в зависимости от амплитуды и длительности формируемого импульса тока, что приведет к сохранению точности отработки задающего воздействия вне зависимости от амплитуды формируемого импульса, что выгодно отличает его от прототипа.Thus, the claimed technical solution makes it possible to measure and stabilize the charge level of the capacitive storage, depending on the amplitude and duration of the generated current pulse, which will lead to the preservation of the accuracy of working out the driving effect regardless of the amplitude of the generated pulse, which distinguishes it from the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136889A RU2669761C1 (en) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | Power source for stations of ship deperming |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136889A RU2669761C1 (en) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | Power source for stations of ship deperming |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669761C1 true RU2669761C1 (en) | 2018-10-15 |
Family
ID=63862382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136889A RU2669761C1 (en) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | Power source for stations of ship deperming |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669761C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703765C1 (en) * | 2018-11-15 | 2019-10-22 | Акционерное общество "МЕРА" | Method for automatic demagnetization of ships |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381139C1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени акад. А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") | Vessel degaussing device |
| CN203623954U (en) * | 2013-11-18 | 2014-06-04 | 东南大学 | Energy storage type demagnetization module and power supply |
| RU2552625C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-06-10 | Сергей Алексеевич Жуков | Power supply sources for marine deperming stations |
| RU2616508C2 (en) * | 2015-09-17 | 2017-04-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Method of demagnetization vessel and device for its implementation |
-
2017
- 2017-10-20 RU RU2017136889A patent/RU2669761C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381139C1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени акад. А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова") | Vessel degaussing device |
| CN203623954U (en) * | 2013-11-18 | 2014-06-04 | 东南大学 | Energy storage type demagnetization module and power supply |
| RU2552625C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-06-10 | Сергей Алексеевич Жуков | Power supply sources for marine deperming stations |
| RU2616508C2 (en) * | 2015-09-17 | 2017-04-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Method of demagnetization vessel and device for its implementation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703765C1 (en) * | 2018-11-15 | 2019-10-22 | Акционерное общество "МЕРА" | Method for automatic demagnetization of ships |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112713798B (en) | Pulse power supply, GW-level power traveling wave magnetic field generation device and method | |
| RU2706851C1 (en) | Power supply source of railway automation devices | |
| RU2502170C1 (en) | Device for non-contact transfer of electric energy to underwater object (versions) | |
| RU2669761C1 (en) | Power source for stations of ship deperming | |
| Meher et al. | A multimode power processor with wired and wireless battery charging for electric vehicle | |
| Gunji et al. | Fundamental research of power conversion circuit control for wireless in-wheel motor using magnetic resonance coupling | |
| JP6397481B2 (en) | Electronic sine wave transformer | |
| US2773184A (en) | Constant-current pulse generator | |
| RU2552625C1 (en) | Power supply sources for marine deperming stations | |
| RU183731U1 (en) | DEVICE FOR HIGH-FREQUENCY VOLTAGE CONVERSION ON BATTERY BATTERIES | |
| Takahashi et al. | Power decoupling method for isolated DC to single-phase AC converter using matrix converter | |
| RU2616508C2 (en) | Method of demagnetization vessel and device for its implementation | |
| Liu et al. | Analysis of transmitter-side control methods in wireless EV charging systems | |
| Mohamed et al. | Coils design and parallel resonant H-bridge inverter for inductive power transfer of low-power portable devices | |
| Imakiire et al. | Proposal of PM motor driving system consist of PWM inverter with voltage booster for applying to automated guided vehicle | |
| CA1068338A (en) | Scr d.c. interrupter | |
| CN203416173U (en) | Power supply apparatus controlling power semiconductor devices valve group | |
| RU149004U1 (en) | HIGH VOLTAGE ELECTRICAL EQUIPMENT TEST DEVICE | |
| RU2779324C1 (en) | Autonomous power supply system for passenger rail cars | |
| US20250332937A1 (en) | Stepped voltage boost converter (svbc) | |
| RU104400U1 (en) | AUTONOMOUS AGREED INVERTER WITH RESONANT COMMUTATION | |
| RU2707699C1 (en) | Method for recuperation of electric power and device for its implementation | |
| RU2153762C1 (en) | Method of formation of high-power current pulses in low- resistance load and device for its implementation | |
| PL213859B1 (en) | The manner of forming of high voltage impulse in generator's module and high voltage impulse in generator | |
| Holly et al. | Modular 200 MVA programmable power supply for MST's poloidal field |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20181121 |