Устройство электропитания синхронного накопителя

 

УСТРОЙСТЮ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СИНХРОТРОННОГО НАКОПИТЕЛЯ, содержащее параллельно соединенные электромагнит и конденсаторную батарею, источник постоянного тока и разделительный реактор, соединенные последовательно с электромагнитом, источник подпитки резонансного контура, тиристорный ключ, блоки включения и согласования, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и расширения его функциональных возможностей, конденсаторная батарея и электромагнит шунтированы сопротивлением, соединенным последовательно с тиристорным ключом, при этом управляющий электрод тиристорного ключа через блок включения и схему совпадения соединена с датчиками тока пучка и фазы тока электромагнита, а выход схемы совпадения через блок согласоS вания дополнительно соединен с входом выключения источника подпитки. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 Н 05 Н 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

ОЪ

СЬ

4:ь

Qt

К) ГО(УДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3338256/18-21 (22) -!8.09.81 (46) 23.05.89.Бюл. У !9 (72) В.П.Гончаренко и О.А.Гусев (53) 621.384.6(088.8) (56) Адо Ю.М.Накопление частиц в синхротроне. Международная конференция по ускорителям. Дубна. 1963.М., Атомиздат, 1964, с. 355.

Авторское свидетельство СССР

Ф 200044, кл. Н 05 Н 7/04, 1966. (54)(57) УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

СИНХРОТРОННОГО НАКОПИТЕЛЯ, содержащее параллельно соединенные электромагнит и конденсаторную батарею, источник постоянного тока н разделительный реактор, соединенные послеИзобретение относится к ускорительной технике, а именно к системам питания магнитов синхротронов, включенных в резонансный контур с подмагничиванием постоянным током и обеспечивающих режим накопления ускоренных частиц лри изменяющемся ведущем магнитном поле и последующий режим их циркуляции при постоянном магнитном поле.

Известно устройство синхронного накопителя, содержащее электромагнит и конденсаторную батарею, обра,— зующие резонансный контур, источник постоянноro тока и разделительные реакторы, соединенные последовательно с электромагнитом, источник подпитки резонансного контура в виде

ÄÄSUÄÄ 1066452 А

2 довательно с электромагнитом, источник подпитки резонансного контура, тиристорный ключ, блоки включения и согласования, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и расширения его функциональных воэможностей, конденсаторная батарея и электромагнит шунтированы сопротивлением, соединенным последовательно с тиристорным ключом, при этом управляющий электрод тиристорного ключа через блок включения и схему совпадения соединена с датчиками тока пучка и фазы тока электромагнйта, а выход схемы совпадения через блок согласования дополнительно соединен с вхо дом выключения источника подпитки. параллельно го инвертора тока, в котором постоянная составляющая ведущего магнитного поля больше переменной со ставляющей, а ннжекция частиц осуществляется на восходящей части магнитного поля. При увеличении маг. нитного поля фазовый объем частиц уменьшается за счет радиационного затухания амплитуд бетатронных и синхро тронных колебаний и, замедляясь при уменьшении магнитного поля, частицы остаются в камере ускорителя, В следующем цикле осуществляется повторная инжекция, что при ампли- .. тудной модуляции высокочастотного ускоряющего напряжения обеспечивает режим мно го циклично го накопления частиц.

1066452

Недостатками устройства является то, что периодически характер изменения ведущего магнитного поля исключает режим циркуляции частиц и ограничивает возможность проведения физического эксперимента, Наиболее близким к предложенному устройству является устройство электропитания, синхротронного накопителя, содержащее параллельно соединенные электромагнит и конденсаторную батарею, источник постоянного тока и разделительный реактор, соединенные последовательно с электромагнитом, источник подпитки резонансного контура, тиристорный ключ, блоки включения и со гласа вания .

К недостаткам этого устройства относятся значительный объем силового оборудования системы питания, определяемый ключами управляемого места на большую коммутируемую мощность и невозможность обеспечения режима циркуляции частиц в постоянном поле электромагнита.

Цель изобретения — уменьшение габаритов устройства и расширение его функциональных возможностей.

Это достигается тем, что в устройстве электропитания синхротронного накопителя, содержащем параллельно соединенные электромагнит и конденсаторную батарею, источник постоянного тока и разделительный реактор, соединенные последовательно с электромагнитом, источник подпитки резонансного контура, тиристорный ключ, блоки включения и согласования, конденсаторная батарея и электромагнит шунтированы сопротивлением, соединенным последовательно с тиристорным ключам, при этом управляющий электрод тиристорного ключа через блок включения и схему совпадения соединен с датчиками тока пучка и фазы тока электромагнита, а выход схемы совпадения через блок согласования дополнительно соединен с входом выключения источника подпитки.

С целью регулирования энергии частиц в режиме циркуляции в него может быть введен блок программной уставки режима циркуляции, выход которого соединен с входом источника постоянного тока, а вход соединен через блок согласования с выходом схемы совпадения, 5

На фиг. 1 представлена упрощенная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы тока магнита.

Резонансный контур, образованный конденсатором 1 и обмоткой 2 электромагнита, через разделительный реактор 3 соединен с источником 4 подпитки. Обмотка 2 электромагнита шун" тирована сопротивлением 5 через управляемый тиристорнь1й ключ 6, управляющий электрод которого через блок

7 включения и схему 8 совпадения соединен с датчиком 9 тока пучка, а второй вход схемы совпадения соединен с датчиком 10 фазы напряжения на электромагните. Выход схемы совпадения соединен также через блок 11 согласования с входом выключения источника 4 подпитки и через блок 12 программной уставки — с входом управления источника 13 подмагничивания электромагнита постоянным током.

Через обмотку 2 электромагнита и разделительный реактор 3 нелрерывно протекает ток подмагничивания I. В момент t„ от импульса синхронизации включается источник 4 подпитки и резонансный контур за время Г,-tо выходит на рабочий режим. В момент . 2

t < — t, о суще ствля ется мно гоцикличная инжекция и накопление частиц. В момент t, когда ток пучка достиг требуемого значения и фаза тока магнита совпадает с полярностью включения тиристорногo ключа 6, с датчиков 9 и 10 формируется сигнал, который через схему 8 совпадения и блок 7 включения обеспечивает синхронизацию включения ключа 6. Энергия переменной составляющей поля магнита рассе" ивается на шунтирующем сопротивлении 5, а в зазоре магнита остается постоянное поле от источника 13 тока, что обеспечивает режим циркуляции накопленных частиц.

Второй возможный режим работы описываемого устройства электропитания — это режим, при котором многоцикличное накопление частиц производится при малой амплитуде переменной составляющей поля магнита и после обеспечения требуемого накопленного тока по сигналу с датчика 9 тока пучка и датчика 10 фазы налряжения электромагнита срабатывают схема 8 совпадения, сигнал с которой через блок 11 согласования выключает источник 4 подпитки переменным током

5 106 и одновременно через блок 12 программной уставки обеспечивает подъем постоянной составляющей тока магнита до требуемого уровня заданной энергии) источником 13. Сопротивление 5 выбирается из условия апериодического затухания переменной составляющей энергии магнитного поля.

Рассеивание переменной составляющей энергии магнита на шунтирующем сопротивлении обеспечивает малое время и плавный выход на постоянное поле (режим циркуляции). Длительность цикла циркуляции пропорциональна степени вакуума в камере ускорителя.

6452

Рассмотренное устройство электропитания позволяет исключить три полностью управляемых тиристорных ключа по сравнению с прототипом, по кото5 рому разработан техническии проект базового варианта системы питания синхротронного накопителя для ускорителя С-25Р на энергию 1,2 ГэВ. По техническому проекту тиристорные ключи должны быть выполнены на следующие параметры. I = 3000 А, Up — 25000 В. Такой ключ может быть реализован на двух модулях типа БТСВ, применяемых для линий электропередач постоянного тока.

1066452

Редактор Л.Письман Техред Л.Олийнык

Корректор С ° Черни

Заказ 2778 Тираж 771 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101