Управление электромагнитом

[kannikkiy]

Здравствуйте!

Что можете посоветовать для управления индуктивной нагрузкой (электромагнит), 110 VDC, 6 А. Требуется высокая стабильность тока: не более 0.3 мА/с. Обратная связь с измерительной катушки, находящейся на том же сердечнике, что и электромагнит.

[Eugene.A]

Ваши условия противоречат друг другу. Одно из двух - либо высокая стабильность тока, либо обратная связь. Обратная связь, как я понимаю, для поддерживания положения якоря электромагнита в заданном положении (иначе какую обратную связь можно снять с катушки при питании эл. магнита постоянным током?), значит, устройство должно управлять током в зависимости от положения якоря. Тогда как ток может быть стабильным?
Да и требования к стабильности тока явно чрезмерно завышены. Если, к примеру, ток контролировать с помощью токового шунта, то какого класса точности он должен быть (0,3/6000)? Не говоря уже обо всём остальном.

[kannikkiy]

Ваши условия противоречат друг другу.

Пожалуй, надо дать дополнительную информацию. Электромагнит ничем не управляет, просто создает магнитное поле большой напряженности. Поле надо часто менять в широком диапазоне напряженностей и с разными скоростями. Причем полярность токов в магните время от времени меняется по команде оператора. Но когда развертка поля не ведется, необходимо поддерживать высокую стабильность поля, чтобы напряженность не менялась. Если она все же начинает меняться, то в измерительной катушке по закону электромагнитной индукции возникает ток, что есть сигнал дрейфа напряженности. Стабилизация ведется до исчезновения этого наведенного тока. Сейчас схема работает с использованием старой элементной базы, без контроля с компьютера и с громоздким водоохлаждаемым 8-миуровневым эмиттерным повторителем на выходе. Хочется от всего этого отказаться.

[Eugene.A]

Тогда лучше бы вам выложить имеющуюся информацию по существующей системе. Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
Усовершенствовать устаревшую систему на новой элементной базе, думаю, будет проще, чем с нуля спроектировать новую. По крайней мере можно использовать заложенные в ней идеи. Наилучший вариант - принципиальные схемы. Плюс тех. характеристики, паспортные, если таковые существуют.

[Ryzhij]

В общем случае напряжённость поля от э/магнита может меняться и без изменения магнитного потока через катушку обратной связи :(
Тут без знания особенностей конструкции, особенностей задачи сложно что-либо советовать.
Впрочем, общая тенденция по переходу на импульсную технику прослеживается и в генераторах тока.
Каковы на сегодняшний момент источники нестабильности напряжённости поля? Откуда исходят возмущения?

[Eugene.A]

Например, фактором нестабильности поля может быть изменение геометрических размеров обмотки вследствие изменения температуры, из-за теплового расширения, при абсолютно стабильном токе. При наличии ферромагнитного сердечника добавится температурный дрейф его магнитной проницаемости.

[kannikkiy]

Здравствуйте!

Схемы в приложении.

Канал питания магнита - основная блок схема. Блоки, отмеченные "-" больше не используются и удалены. Схема блока стабилизации была на "простыне" формата А1, поэтому сфотографирована по частям.

[Вольд]

А в чем собственно проблема ?

[kannikkiy]

А в чем собственно проблема ?

Проблема в том, какое оборудование подобрать для решения данной задачи. В настоящее время думаю в сторону ТРМ101 + твердотельное реле для постоянного тока. Жаль только, что оно лишь до 4 А при индуктивной нагрузке работает.

[Eugene.A]

Как вы собираетесь заменить усилитель тока на реле? Этот самый "блок радиатора" - не что иное, как усилитель тока. Это первое.
Второе - у вас имеется усилитель постоянного тока. Это узел с двумя трансформаторами Тр3, Тр4, на транзисторах Т12-Т23, с модулятором-демодулятором, так называемый МДМ. Для снижения дрейфа сигнал постоянного тока сначала преобразуется модулятором на Т12, Т13 в переменный, затем усиливается транзисторами Т16-Т19, затем преобразуется обратно в постоянный демодулятором на Т20-Т23. Это его вы хотите заменить на ТРМ101?
Третье - этот ваш анализатор является средством измерения? Он проходит поверку В ЦСМ? Если так, то вмешательство в его конструкцию недопустимо.
Мне представляется весьма затруднительным подобрать некое серийное оборудование, которым можно было бы заменить отдельные узлы этого устройства напрямую, без, так сказать, применения паяльника, т.е. просто подключить некие блоки с помощью разъёмов, клемм соответствующими шнурами и кабелями. Придётся глубоко вмешиваться в конструкцию и самого вашего анализатора, и как-то адаптировать применяемые узлы, согласовывать их по входам/выходам друг с другом и с анализатором.
Вот, скажем, этот самый "блок радиатора", который регулирует ток электромагнита. Я представляю, как такое устройство изготовить, причём без громоздкого радиатора, и уж тем более без водяного охлаждения, с достаточно высоким КПД, практически не греющимся. Но для этого требуются всё-таки какие-то познания в электронике. А вот где такое устройство купить, или хотя бы как оно может называться, чтобы забить в поиск - затрудняюсь придумать.
Или усилитель постоянного тока - наверняка его несложно заменить на какой-нибудь прецезионный операционник, даже на такую древность, как OP07, но ведь его ещё надо как-то обвязать, согласовать его по входному сигналу, по выходу с остальными узлами. Кто будет этим заниматься?

[kannikkiy]

Спасибо, Eugene.A.

Прибор ничего не анализирует. Чтобы было понятнее - это масс-анализатор от магнитного масс-спектрометра. Он просто позволяет разделять ионы по массе, согласно силе Лоренца. И поверки его не требуется.


Мне представляется весьма затруднительным подобрать некое серийное оборудование, которым можно было бы заменить отдельные узлы этого устройства напрямую, без, так сказать, применения паяльника, т.е. просто подключить некие блоки с помощью разъёмов, клемм соответствующими шнурами и кабелями.

Согласен. Однако используемые в том самом блоке радиаторов мощные транзисторы П210Ш время от времени горят, а сейчас их не производят, купить их можно только со складов и их все меньше. Так что все равно надо задумываться об альтернативной схеме. Конечно было бы предпочтительнее собрать канал питания из уже готовых модулей, но если такой возможности нет, то хотя бы заменить частично. Тем более, что мы всегда не против и собрать самим схему, лишь бы она была. Если вы можете предложить что-то конкретное, то буду очень признателен.

[Bubuch]

Из готовых решений по питанию рассмотрите вариант приводов постоянного тока на IGBT транзисторах.