Источники питания сверхпроводящих соленоидов

Зачем нужны специализированные источники питания?

Сверхпроводящие соленоиды позволяют получать сверхсильные стационарные и квазистационарные магнитные поля порядка 10 Тесла в объеме нескольких десятков кубических сантиметров и составляют основу современных криомагнитных систем, используемых в различных областях экспериментальной физики. При этом потребляемая соленоидом мощность фактически близка к нулю, поскольку он находится в сверхпроводящем состоянии. Следовательно, оказывается возможным создание сравнительно компактных источников питания, потребляемая мощность которых не превышает 1 кВт.

Фотография источника питания сверхпроводящего соленоида типа БП100

Однако, выпускаемые промышленностью универсальные лабораторные источники питания непригодны для работы со сверхпроводящими соленоидами, поскольку последние представляют собой весьма специфический тип нагрузки с чисто индуктивным импедансом, что требует специальной схемотехники стабилизатора тока. Кроме того, большинство стандартных блоков питания не позволяют получать достаточно большие токи (сотни ампер), необходимые для питания сверхпроводящих соленоидов, а обеспечиваемая ими точность стабилизации тока (порядка 0.1%) оказывается недостаточной для спектроскопических приложений.

Основные характеристики блоков питания БП100, БП120 и БП300.

  • Компактное изделие с максимальной потребляемой мощностью порядка 1 кВт, воздушным (БП100, БП120) или водяным (БП300) охлаждением
     
  • Аналоговый конвертор AC/DC на основе трехфазного понижающего трансформатора, имеющий очень низкий уровень побочных излучений
     
  • Высокая точность стабилизации тока соленоида (относительная погрешность порядка 10-5 для БП120)
     
  • Работа в режиме развертки или стабилизации тока с управлением от компьютера
     
  • Низкая себестоимость