一种聚变电磁场偏置电源的制作方法

[0001]
本实用新型涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种聚变电磁场偏置电源。


背景技术：

[0002]
聚变电磁场，需要一个满足工作的稳定偏置磁场，为了保持磁场稳定需要提供可正、反换向的恒定直流电源，一般是通过放大器提供偏置电压或偏置电流的偏置电源来提供恒定的电流，现有技术的偏置电源，整流后一般输出6路脉波直流，由于偏置磁场中有很多可变的控制参数，根据现有偏置电源，输出的恒定电流会存在波动的问题，电流调节精度不高。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种聚变电磁场偏置电源，输出12路可正、反换向的恒定脉波直流，使直流电流的输出纹波更小，电流调节精度更高，输出的电流更加稳定。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本实用新型提出了一种聚变电磁场偏置电源，输出12路可正、反换向的恒定脉波直流，使直流电流的输出纹波更小，电流调节精度更高，输出的电流更加稳定。
[0004]
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种聚变电磁场偏置电源，其包括交流电源、整流变压器、第一直流接触器、第二直流接触器和直流接触器控制电路，还包括两组结构相同的第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块；
[0005]
交流电源输出端与整流变压器的初级电性连接，整流变压器的次级分别与第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块的输入端电性连接，第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端和第二三相桥式可控硅整流模块第一输出端并联后与第一直流接触器的输入端电性连接，第一直流接触器的输出端通过第二直流接触器分别与第一三相桥式可控硅整流模块的第二输出端和第二三相桥式可控硅整流模块的第二输出端电性连接；直流接触器控制电路分别与第一直流接触器和第二直流接触器的控制端电性连接。
[0006]
在以上技术方案的基础上，优选的，直流接触器控制电路包括正向输出控制电路和反向输出控制电路；
[0007]
正向输出控制电路和反向输出控制电路并联后分别与第一直流接触器和第二直流接触器的控制端一一对应电性连接。
[0008]
更进一步优选的，正向输出控制电路包括：继电器cz11、继电器cz12和按钮sb3；
[0009]
继电器cz11的一端与电源的负极电性连接，继电器cz11的另一端通过按钮sb3与电源的正极连接，继电器cz12并联在继电器cz11的两端，串联后的第一常开触点cz11和第一常开触点cz12并联在按钮sb3的两端，第二常开触点cz11设置于第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端与电源输出的正极之间，第二常开触点cz12设置于第二三相桥式可控硅整流模块的第二输出端与电源输出的负极之间。
[0010]
更进一步优选的，反向输出控制电路包括：继电器cz21、继电器cz22和按钮sb5；
[0011]
继电器cz21的一端通过继电器cz11和继电器cz12与电源的负极电性连接，另一端通过依次串联的常闭触点cz12、常闭触点cz11和按钮sb5与电源的正极连接，继电器cz22并联在继电器cz21的两端，串联后的第一常开触点cz21和第一常开触点cz22并联在按钮sb5的两端，继电器cz11的另一端通过依次串联的常闭触点cz22、常闭触点cz21和按钮sb3与电源的正极连接，第二常开触点cz21设置于第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端与电源输出的正极之间，第二常开触点cz22设置于第二三相桥式可控硅整流模块的第二输出端与电源输出的负极之间。
[0012]
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括触发器主板、电流传感器和电压传感器；
[0013]
触发器主板包括：电流反馈端口和电压反馈端口；
[0014]
电流传感器的输入端与第二三相桥式可控硅整流模块的第二输出端连接，电压传感器的输入端与第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端连接，电流传感器和电压传感器的输出端分别与触发器主板的电流反馈端口和电压反馈端口连接。
[0015]
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括平衡电抗器；
[0016]
平衡电抗器的输入端与并联的第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端和第二三相桥式可控硅整流模块的第一输出端电性连接，平衡电抗器的输出端与第一直流接触器的输入端电性连接。
[0017]
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括保护电路；
[0018]
保护电路的输入端与交流电源的输出端电性连接，保护电路的输出端与整流变压器的初级电性连接。
[0019]
更进一步优选的，保护电路包括交流断路器km1、缺相继电器和交流接触器cj；
[0020]
交流电源的输出端通过串联的交流断路器km1的常开触点km1和交流接触器的常开触点cj与整流变压器的初级电性连接，缺相继电器的输入端并联在交流断路器km1的常开触点km1和交流接触器的常开触点cj之间，缺相继电器的输出端与电源电性连接。
[0021]
本实用新型的一种聚变电磁场偏置电源相对于现有技术具有以下有益效果：
[0022]
(1)通过设置第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块，输出12路脉波直流，使直流电流的输出纹波更小，电流调节精度更高；
[0023]
(2)通过设置第一直流接触器、第二直流接触器和直流接触器控制电路，使12路脉波直流输出为正、反换向的脉波直流；
[0024]
(3)通过设置触发器主板、电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器采集第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的12路脉波直流的电流和电压信号并反馈给触发器主板，触发器主板计算并显示对应电流，实时监控电路的电流和电压是否满足电路的需求；
[0025]
(4)通过设置平衡电抗器，使第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的电压平均值和瞬时值相等，解决内部产生环流引起发热的问题，进一步保护电路。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]
图1为本实用新型的一种聚变电磁场偏置电源的结构图；
[0028]
图2为本实用新型的一种聚变电磁场偏置电源的主电路图；
[0029]
图3为本实用新型的一种聚变电磁场偏置电源中直流接触器控制电路电路图。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]
如图1所示，本实用新型的一种聚变电磁场偏置电源包括交流电源、保护电路、整流变压器、第一三相桥式可控硅整流模块、第二三相桥式可控硅整流模块、平衡电抗器、第一直流接触器、第二直流接触器、直流接触器控制电路、电流传感器、电压传感器和触发器主板。
[0032]
交流电源，选用三相五线制ac380v50hz的交流电源。
[0033]
保护电路，用作开关电源和过电流保护。本实施例中，保护电路的输入端与交流电源的输出端电性连接，保护电路的输出端与整流变压器的初级电性连接。如图2所示，保护电路包括交流断路器km1、缺相继电器和交流接触器cj；交流电源的输出端通过串联的交流断路器km1的常开触点km1和交流接触器的常开触点cj与整流变压器的初级电性连接，缺相继电器的输入端并联在交流断路器km1的常开触点km1和交流接触器的常开触点cj之间，缺相继电器的输出端与电源电性连接。
[0034]
保护电路的工作原理是，当电路发生严重的过载或者短路及欠压等故障时，交流断路器km1自动切断电路；当电路发生过压、欠压、缺相、不平衡或相序故障时，缺相继电器记录故障，定位故障位置；交流接触器cj，具有控制容量大，可远距离操作，配合缺相继电器实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护。
[0035]
整流变压器，用于作功率变换和相位变换，如图2所示，整流变压器的初级与交流电源的输出端电性连接，整流变压器的次级分别与第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块的输入端电性连接。优选的，选用三绕组整流变压器，三绕组整流变压器次级有2个三相绕组，分别为三角形和星形接法，两个三相绕组中，同相绕组间的相差为30
°
，输出线电压均为ac95v。
[0036]
第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块，用于输出12路脉波直流，使直流电流的输出纹波更小，电流调节精度更高。第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端和第二三相桥式可控硅整流模块第一输出端并联后与第一直流接触器的输入端电性连接，第一直流接触器的输出端通过第二直流接触器分别与第一三相桥式可控硅整流模块的第二输出端和第二三相桥式可控硅整流模块第二输出端电性连接。本实施例不涉
及对第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块内部电路的改进，因此，在此不再累述第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块内部电路结构。
[0037]
第一直流接触器和第二直流接触器，通过改变第二常开触点cz11、第二常开触点cz12、第二常开触点cz21和第二常开触点cz22的状态来控制输出极性正、反向自动切换的脉波直流。第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端和第二三相桥式可控硅整流模块第一输出端并联后与第一直流接触器的输入端电性连接，第一直流接触器的输出端通过第二直流接触器分别与第一三相桥式可控硅整流模块的第二输出端和第二三相桥式可控硅整流模块第二输出端电性连接。如图3所示，本实施例中，第一直流接触器包括：继电器cz11和继电器cz12，第二直流接触器包括：继电器cz21和继电器cz22。
[0038]
直流接触器控制电路，用于使第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的12路脉波直流为输出端极性正、反向自动切换的脉波直流。直流接触器控制电路分别与第一直流接触器和第二直流接触器的控制端电性连接。本实施例中，直流接触器控制电路包括正向输出控制电路和反向输出控制电路。优选的，选用进口专用集成电路，体积更小、性能更可靠，控制精度更高。
[0039]
正向输出控制电路，用于输出极性为正的脉波直流；本实施例中，正向输出控制电路和反向输出控制电路并联后分别与第一直流接触器和第二直流接触器的控制端一一对应电性连接。优选的，本实施例中，如图3所示，正向输出控制电路包括：继电器cz11、继电器cz12和按钮sb3；具体的，继电器cz11的一端与电源的负极电性连接，另一端通过按钮按钮sb3与电源的正极连接，继电器cz12并联在继电器cz11的两端，串联后的第一常开触点cz11和第一常开触点cz12并联在按钮sb3的两端，第二常开触点cz11设置于第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端与电源输出的正极之间，第二常开触点cz12设置于第二三相桥式可控硅整流模块的第二输出端与电源输出的负极之间。
[0040]
正向输出控制电路的工作原理是：当电源通电，现场工作人员按下正向输出控制电路的按钮sb3，此时继电器cz11和继电器cz12通电，第一常开触点cz11和第一常开触点cz12闭合，第二常开触点cz11和第二常开触点cz12闭合，脉波直流正向输出。
[0041]
反向输出控制电路，用于输出极性为负的脉波直流。如图3所示，反向输出控制电路包括：继电器cz21、继电器cz22和按钮sb5；具体的，继电器cz21的一端通过继电器cz11和继电器cz12与电源的负极电性连接，另一端通过依次串联的常闭触点cz12、常闭触点cz11和按钮sb5与电源的正极连接，继电器cz22并联在继电器cz21的两端，串联后的第一常开触点cz21和第一常开触点cz22并联在按钮sb5的两端，继电器cz11的另一端通过依次串联的常闭触点cz22、常闭触点cz21和按钮sb3与电源的正极连接，第二常开触点cz21设置于第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端与电源输出的正极之间，第二常开触点cz22设置于第二三相桥式可控硅整流模块的第二输出端与电源输出的负极之间。
[0042]
反向输出控制电路的工作原理是：当电源通电，现场工作人员按下反向输出控制电路的按钮sb5，此时继电器cz21和继电器cz22通电，第一常开触点cz21和第一常开触点cz22闭合，第二常开触点cz21和第二常开触点cz22闭合，脉波直流反向输出。
[0043]
在本实施例中，还可以通过远控的方式使第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的12路脉波直流为输出端极性正、反向自动切换的脉波直流，
如图3所示，正向输出控制电路还包括继电器j1，继电器j1的常开触点j1与第一常开触点cz11和第一常开触点cz12并联，反向输出控制电路还包括继电器j2，继电器j2的常开触点j2与第一常开触点cz21和第一常开触点cz22并联。其中，正向输出控制电路的工作原理是：当触发器主板给继电器j1通电，常开触点j1闭合，第二常开触点cz11和第二常开触点cz12闭合，脉波直流正向输出；反向输出控制电路的工作原理是：当触发器主板给继电器j2通电，常开触点j2闭合，第二常开触点cz21和第二常开触点cz22闭合，脉波直流反向输出。
[0044]
触发器主板、电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器采集第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的12路脉波直流的电流和电压并反馈触发器主板，触发器主板计算并显示对应电流，实时监控电路的电流和电压是否满足电路的需求。具体的，触发器主板包括：电流反馈端口和电压反馈端口；电流传感器的输入端与第二三相桥式可控硅整流模块的第二输出端连接，电压传感器的输入端与第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端连接，电流传感器和电压传感器的输出端分别与触发器主板的电流反馈端口和电压反馈端口连接。本实施例中，电流传感器采用高速电流传感器，电压传感器采用高速电流传感器，电流和电压反馈更灵敏，输出响应时间比原设备快27％。电流调节进度提高37％。
[0045]
平衡电抗器，用于使第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的电压平均值和瞬时值相等，解决内部产生环流引起发热的问题，进一步保护电路。平衡电抗器的输入端与并联的第一三相桥式可控硅整流模块的第一输出端和第二三相桥式可控硅整流模块的第一输出端电性连接，平衡电抗器的输出端与第一直流接触器的输入端电性连接。本实施例不涉及对平衡电抗器内部电路的改进，因此，在此不再累述平衡电抗器内部电路结构。优选的，选用并联电抗器。
[0046]
本实施例的工作原理是：交流电源通过保护电路与整流变压器的初级电性连接，输出的交流电压经过整流变压器输入到第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块中，第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块并联输出12路脉波直流，经过平衡电抗器利用自感电势原理对第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块的电压进行处理，使第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的平均电压与瞬时电压相等。同时，电流传感器和电压传感器采集第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的12路脉波直流的电流和电压并反馈触发器主板，触发器主板计算并显示对应电流，实时监控电路的电流和电压是否满足电路的需求。第一直流接触器和第二直流接触器控制正向输出控制电路和反向输出控制电路对第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块并联输出的12路脉波直流进行正、反向变换，最终输出一个可正、负换向的恒定脉波直流。
[0047]
本实施例的有益效果为：通过设置第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块，输出12路脉波直流，使直流电流的输出纹波更小，电流调节精度更高；
[0048]
通过设置第一直流接触器、第二直流接触器和直流接触器控制电路，使12路脉波直流输出为正、反换向的脉波直流；
[0049]
通过设置触发器主板、电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器采集第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的12路脉波直流的电流和电压信号并反馈给触发器主板，触发器主板计算并显示对应电流，实时监控电路的电
流和电压是否满足电路的需求；
[0050]
通过设置平衡电抗器，使第一三相桥式可控硅整流模块和第二三相桥式可控硅整流模块输出的电压平均值和瞬时值相等，解决内部产生环流引起发热的问题，进一步保护电路。
[0051]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。