Источник питания линейного индукционного ускорителя

 

Изобретение предназначено для .1 2 питания формирующих линий и цепей размагничивания ферромагнитных сердечников линейных индукционных ускорителей ( ЛИУ ) Источник питания ЛИУ содержит зарядную индуктивность 2, емкостной накопитель 7, импульсный трансформатор 13, трансформатор 10, диоды 6,11, резистор 12, датчик 4 окончания импульса тока, коммутирующий конденсатор 5, тиристор 8, амплитудный компаратор 9с. Трансформатор 10 имеет вывод, предназначенный для подключения к спиральным индуктивностям 19 размагнич1шания индукционной системы , и вывод для подключения фокусирующей катушки 21 ЛИУ. Повьшартся КПД ЛИУ, 2 ил. а & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 H 03 К 3/53

Фса-.-,„,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/5 авиа 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4134320/24-21 (22) 28.07.86 (46) 30.04.88. Бюл. N 16 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С.M,ÊHðîâà (72) В.В.Васильев, Е.И.Луконин

О.Н.Томских и Э.Г,Фурман (53) 621,384,6 (088.8) (56) Анацкий А.И., Вахрушин Ю.П.

Линейные индукционные ускорители.

Атомиздат, 1978, с. 180.

Авторское свидетельство СССР

В 1190922, кл. Н 03 К 3/53, 1984. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО УСКОРИТЕЛЯ (57) Изобретение предназначено для

„„SU„„1392615 А 1 питания формирующих линий и цепей размагничивания ферромагнитных сердечников линейных индукционных ускорителей (ЛИУ). Источник питания ЛИУ содержит зарядную индуктивность 2, емкостной накопитель 7, импульсный трансформатор 13, трансформатор 10, диоды 6,11, резистор 12, датчик 4 окончания импульса тока, коммутирующий конденсатор 5, тиристор 8, амплитудный компаратор 9. Трансформатор

10 имеет вывод, предназначенный для подключения к спиральным индуктивностям 19 размагничивания индукционной системы ЛИУ, и вывод для подключения фокусирующей катушки 21 ЛИУ.

Повышается КПД ЛИУ. 2 ил.

13926

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для питания формующих линий и цепей размагничивания ферромагнитных сердечников линейных индукционных ускорителей (ЛИУ).

Целью изобретения является повышение КПД и упрощение конструкции.

На фиг.l приведена принципиальная схема источника питания и функциональная схема инжекторной части линейного индукционного ускорителя; на фиг.2-эпюры токов и напряжений.

Тнристор 1 подключен к зарядной 15 индуктивн сти 2, шунтированной коммутирующим тиристором 3 и цепью из дат" чика 4 окончания импульса тока и коммутирующего конденсатора 5, к которому катодом подключен диод 6, емкост- 2р ной накопитель 7, к потенциальному выводу которого подключен тиристор 8, а параллельно емкостному накопителю включен амплитудный компаратор 9, трансформатор 10 размагничивания, 25 параллельно части первичной обмотки которого включена цепь: диод 11, резистор 12, импульсный трансформатор

13, вторичная обмотка которого подключена к общей шине через датчик

14 окончания импульса тока.

На фиг.l обозначены искровые каналы многоканального разрядника 15, подключенные к эквивалентным емкос16 полосковой pBQHHOH формирую щей линии (ДФЛ), ферромагнитные сердечники 17 ЛИУ, разделительные конденсаторы 18, спиральные индуктивности 19 размагничивания, корпус 20 ускорителя, электрически соединенный 40 с общей шиной, и фокусирующая катушка 21.

На фиг.2 приведены основные эпю\ ры токов и напряжений в источнике питания и ЛИУ: 22 " напряжение ем45 костного накопителя 7; 23 — ток зарядной индуктивности 2; 24 — напряжение коммутирующего конденсатора

5; 25 - напряжение на емкости полосковой ДФЛ 26 — ток заряда полоскоЭ

50 вой ДФП; 27 — импульс ускоряющего то- ка в ЛИУ; 28 — ток спиральных индуктивностей 19; 29 — ток размагничивания импульсного трансформатора 13.

В исходном состоянии энергия во

55 всех реактивных элементах источника питания линейного индукционного ускорителя отсутствует, а к входным клеммам источника подключен источник

15 постоянного напряжения, например неуправляемый выпрямитель.

Устройство работает следующим образом.

При включении тиристора 1 начинается заряд емкостного накопителя 7 через зарядную индуктивность 2. При достижении требуемого напряжения на емко< тном накопителе сигналом с амплитудного компаратора включается коммутирующий тиристор 3. Это соответствует моменту времени t z (фиг,2).

Тиристор 1 включается и отключает источник постоянного напряжения. Оставшийся ток зарядной индуктивности

2 перехватывается в цепь коммутирующегс конденсатора 5 и заряжает его.

Учитывая, что емкость конденсатора 5 многс меньше емкости емкостного накопителя 7, напряжение коммутирующего конденсатора быстро достигает значения напряжения емкостного накопителя 7, открывается диод 6 и к моменту времени t3 ток в индуктивности

2 спадает до нуля. В это же время с датчика 4 окончания импульса тока, который представляет собой дроссель насыщения, подается сигнал на тиристор 8, который подключает емкостыой накопитель 7 и коммутирующий конденсатор 5 к трансформатору 10 и импульсному трансформатору 13. При этом происходит колебательный заряд емкости

16 полосковой ДФЛ через индуктивность рассеивания импульсного трансформатора и одновременно через трансформатор 10 и спиральные индуктивности 19 осуществляется размагничивание ферромагнитных сердечников 17.

В момент времени t, когда энергия из емкостного накопителя 7 передана в емкость 16 полосковой ДФЛ, а ток вторичной обмотки импульсного трансформатора (он же ток 26 заряда полосковой ДФЛ) переходит в нулевое значение, подается импульс с датчика )4 окончания импульса тока на запуск многоканального разрядника

l5 и полосковые ДФЛ подключаются к виткам намагничивания ферромагнитных сердечников 17. В интервале времени

t -t в катод-анодном промежутке

К-А формируется импульс ускоряющего тока в ЛИУ 27.

В интервале времени t<-t > к первичной обмотке трансформатора 10 прикладывается напряжение емкостного накопителя 7, Под действием ЭДС

13926)5 вторичной обмотки трансформатора 10 ток в спиральных индуктивностях 19 цепи размагничивания увеличивается до максимального значения. При сраба- .

5 тывании многоканального раз рядника или несколько раньше, когда напряжение на емкостном накопителе 7 изменяет знак, включается диод 11 и через резистор 12 закорачивается 10 часть .первичной обмотки. При этом ампервитки вторичной обмотки трансформатора 10 (ток индуктивностей

19) уравновешиваются ампервитками эакороченной части обмотки. В про- 15 цессе формирования импульса ускоряющего напряжения в катод-анодном промежутке К-А ток индуктивностей 19 увеличивается (интервал времени

t - tg) TBK KGK спиральные индук- 20 тивности через разделительные конденсаторы 18 оказываются под действием напряжения К-А промежутка. Начиная с момента времени t,ток в индуктивностях 19 и вторичной обмотки 25 трансформатора 10 уравновешивается ампервитками части закороченной первичной обмотки через диод 11 и резистор 12, При этом под действием падения напряжения на резисторе 12 в 30 контуре первичная обмотка трансформатора 10 — первичная обмотка импульсного трансформатора 13 протекает ток 29, который размагничивает сердечник импульсного трансформатора.

Для создания требуемого тока размагничивания достаточно собственного сопротивления эакороченной обмотки трансформатора 10 и диода 11.

Аналогично рассмотренному, разме- 40 щая еще одну обмотку в трансформаторе 10, подключенную одним выводом к корпусу ускорителя, а другим выводом к фокусирующей кат лпке 21, в интервале времени t -t можно обеспе- . 45 чить необходимые в фокусирующей обмотке ампервитки для фокусирующего магнитного поля. Это целесообразно использовать при небольших значениях фокусирующих магнитных полей. до 0,2 Тл.

Таким образом, предлагаемый источник питаниялинейного индукционного ускорителя с импульсным трансформатором, снабженный дополнительным трансформатором для питания цепей размагничивания ферромагнитных сердечников и фокусирующей катушки ускорителя, позволяет от одного источника пита" ния осуществлять заряд полосковых формирующих линий, размагничивание ферро1 агнитных сердечников, создание продольного магнитного фокусирующего поля и размагничивание импульсного трансформатора.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Источник питания линейного индукционного ускорителя, содержащий зарядную индуктивность, емкостной накопитель, коммутирующие приборы в цепи первичной обмотки импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого имеет вывод для подключе" ния к формирующим линиям линейного индукционного ускорителя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения конструкции, дополнительно введены трансформатор и цепь из диода и резистора, при этом первичная обмотка дополнительного трансформатора включена параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора и имеет промежуточный вывод, к которому подключена шунтирующая цепь диод — резистор, одна из вторичных обмоток дополнительного трансформатора имеет вывод, предназначенный для подключения к спиральным индуктивностям размагничивания индукционной системы линейного индукционного ускорителя, а другая вторичная обмотка имеет вывод для подключения фокусирующей катушки линейного индукционного ускорителя.

Составитель С.Шитов

Редактор Е,Копча Техред M.Дидык Корректор Г.Решетник

Закаэ 1889/56 Тнржк 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 о