Устройство для импульсного питания магнитной системы синхротрона

 

Изобретение относится к области ускорителей заряженных частиц. Устрой ство для импульсного питания мaгниt ной системы синхротрона содержит источник 1 питания, обмотку 2 электромагнита, коммутатор, включающий тиристоры 3-6, емкостный наполнитель 7, зарядный источник 8, измерительную катушку 9, нуль-орган 10, интеграторы 11, 20, 22, сумматоры 12, 18j задатчик 13 амплитуды, элемент 14 выборки и хранения, ключи 15, 19, регуляторы 16, 17 напряжения и поля соответственно , ограничитель 21 уровня, счетчик 23, дешифратор 24, управляющий генератор 25, схема И 26, генератор 27 тактовых импульсов. Устройство имеет стабильную амплитуду импульсов поля. 1 ил.

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„, SU 1398?63 (51) S Н 05 Н 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ASTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 15. 12. 90. Бюл, Ф 46 (21) 4051137/24-21 (22) 08.04.84 (72) Ю.Кан и А.А.Тункин (53) 621 ° 384.6(088.8) (56) Фурман Э,Г.Стабипиэация энергии колебательного контура ускорителя, ПТЭ, К S, 1971, с. 35.

Авторское свидетельство СССР

У 529720, кл. Н OS Н 7/04, 1975. (54) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ПИ- .

ТАНИЯ ИАГНИТНОЙ СИСТЕИЫ СИНХРОТРОНА (57) Изобретение относится к области ускорителей заряженных частиц. Устройство для импульсного питания магнитной системы синхротрона содержит источник 1 питания, обмотку 2 электромагнита, коммутатор, включающий тнристоры 3-6, емкостный наполнитель 7, зарядный источник 8, измерительную катушку 9, нуль-орган 10, интеграторы 11, 20, 22, сумматоры 12, 18, задатчик 13 амплитуды, элемент 14 выборки и хранения, ключи 15, 19, регуляторы 16, 17 напряжения и поля соответственно, ограничитель 21 уровня, счетчик 23, дешифратор 24, управляющий генератор 25, схема И 26, генератор 27 тактовых импульсов. Устройство имеет стабильную амплитуду импульсов поля. 1 ил.!

398763

Изобретение относится к технике импульсного питания электромагнитного оборудования ускорителей эаряженНых частиц И мо ет быть использовано для стабилизации амплитуды поля магнитн .й системы синхротрона, работающего в режиме посылок импульсов с паузой между каждой серией.

Целью изобретения является повышение стабильности амплитуды импульсов поля.

Ча чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. устройство содержит источник пита- 1 ния 1 и обмотку электромагнита 2, подключенные через коммутатор, состоящий иэ тиристоров .3-6, к емкостному накопителю 7 с зарядным источником 8. Измерительная катушка 9 2 подключена к входам нуль-органа 10 ,и интегратора 11, Выход интегратора 1l подключен к первому входу сумматора 12, второй вход которого соединэн с выходом эадатчика амплитуды 25

13, а выход — с входом элемента вы борки и хранения 14, Выход элемента выборки и хранения 14, во-первьгх, через ключ 15 и регулятор на ряжения 16 соединен с управляющим входом 30 зарядного источника 8, во-вторых, через регулятор поля 17 — с первым входом сумматора 18 н, в-третьих, через последовательно соединенные ключ

19, интегратс" 20„ ограничитель уровня ? 1 и интегратор 22 — с вторым входом сумматора 18, выход которого подключен к управляющему входу источника ! питания 1. Выход нуль--органа 10 подключен к управляющим входам элемен- 40 та выборки и хранения 14, тиристору

3,6 и счетному входу счетчика 23, выходы которого связаны с входами дешифратора 24, Первый выход дешифрато1f И ра 24, соответствуюший состоянию 1 счетчика 23, соединен с управляющим входом ключа 15у а второй выход, соответствующий состоянию N-1 счетчика (N — число импульсов в посылке), - к управляющему входу ключа 19. Выход управляющего генератора 25, длительчость выходного импул .са которого равна длительности посыйки серии импульсов, а период — периоду следования посылок, подключен к входам

"Сброс" интегратора 22, входу уста" новки нуля счетчика 23 и первому входу логической схемы И 26. Второй вход схемы И 26 соединен с выходом генеретора 27 тактовых импульсов, а выход— с управляющими входами тиристоров 4,5, Устгойство работает следующим образом.

При нулевом сигнале на выходе управляющего генератора 25 ключи 15 19, тиристоры 3-6 закрыты. Интегратор 22 находится в нулевом состоянии. Иапряжение на емкостном накопителе находится в соответствии с выходным сигналом регулятора напряжения 16, а напряжение на выходе источника питания

1 - в соответствии с сигналом на выходе регулятора поля 17. При переключении генератора 25 в состояние логической "1" импульсы с генератора 27 через схему И 26 с периодом, равным периоду следования импульсов серии, начинают поступать на управляющие входы тиристоров 4, 5. При поступлении импульса на тиристорные ключи 4, 5 емкостиой накопитель 7 начинает разряжаться через источник питания 1 на обмотку электромагнита 2. При этом ток в обмотке электромагнита начинает нарастать, напряжение на емкостном накопителе 7 падать, а в измерительной катушке 9 наводится сигнал, пропорциональный производной поля электромагнита. В момент достижения максимума поля, т.е. когда сигнал на измерительной катушке становится равным нулю, срабатывает нуль-орган 10 и вырабатывает импульс, который посту" пает на вход счетчика 23, производит запись сигнала отклонения амплитуды поля с выхода сумматора 12 в элемент выборки и хранения 14 и включает тиристоры 3,6. Тиристоры 4, 5 при этом выключаются. Далее процесс повторяется до тех пор пока генератор 25 не перейдет в состояние ноль.

При этом устройство приходит в началь" ное состояние. Стабилизация амплитуды поля во время посылок серии импульсов осуществляется по сигналу отклонения каждого импульса серии путем воздействия на регулятор поля 17 сигналом с выхода элемента выборки и хранения 14. Переходные процессы, связанные несоответствием напряжения на емкостном накопителе 7, установившимся значениям во время формирования импульсов поля, компенсируются при помощи регулятора напряжения 16. Корректировка выходного сигнала регулятора напряжения 16, которое задает напряжение на емкостном

1398763

35 наименьшее, а изменение сопротивления

40 ключ, два интегратора, ограничитель, уровня и сумматор, причем выход до полнительного сумматора подключен к

1 управляющему входу источника питания, первый вход - к выходу регулятора нонакопителе 7 но время паузы, осуществляется один раэ за посылку серии импульсов по сигналу отклонения амплитуды первого импульса, так как он наиболее полно характеризует несоответствие напряжения на зарядном. источнике 8 требуемому значению, ибо при этом напряжение на источнике 1 за счет работы регулятора поля 17 близко требуемому значению. Компенсация быстрых изменений активного сопротивления обмотки электромагнита во время посылок серий импульсов осу" ществляется за счет подачи дополнительного линейно-нарастающего сигнала на управляющий вход источника 1 через в;орой вход сумматора 18. Моменты начала и конца формирования этого сигнала соответствуют моментам начала и конца посылок серии импульсов, которые формирует генератор 25. Скорость нарастания сигнала определяется напряжением на выходе интегратора 20. Регулировка скорости нарастания для полной компенсации этих температурных возмущений осуществляется путем корректировки выходного сигнала интегратора 20 один раз за посылку по отклонению амплитуды предпоследнего импульса поля в серии по разрешающему сигналу с дешифратора 24 через ключ 19. Линейный закон изменения компенсирующего сигнала выбран исходя из того, что постоянная времени прогрева электромагнита намного больше длительности посыпки серии, а корректировка скорости нарастания в конце серии осуществляетначального напряжения на емкостном накопителе иа амплитуду импульса поля обмотки максимальное. Ограничитель уровня 21 введен для ограничения скорости нарастания компенсирующего сигнала с учетом пределов изменения со-! противления и тем самым, уменьшения

его влияния во время переходов с од, ного режима на другой.

Предложенное устройство можно использовать в бустере протонного синхротрона на 76 ГэВ при работе в режиме посылок серий импульсов с паузой между каждой серией. При серии из

30 импульсов с длительностью 1,5 с и паузой 7,5 с в номинальном режиме сопротивление обмотки электромагнита изменяется на несколько процентов.

В результате в каждой посылке возникают переходные процессы, которые приводят к недопустимому отклонению амплитуды порядка 5 — 7 импульсов.

Исключение этих переходных процессов позволит по:-ысить экономичность системь питания до 20Õ. Учитывая, что потребляемая мощность в номинальном режиме составляет порядка 1000 кВч, среднегодовая экономия электроэнергии при работе ускорителя порядка

5000 ч получается порядка 5 10 кВт ч.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для импуль сного питания магнитной системы синхротрона, содержащее последовательно соединенные источник питания и обмотку электромагнита, подключенные через тиристорный мостовой коммутатор к парал.— лельно соединенным емкостному накопителю и зарядному источнику, измерительную катушку, помещенную в поле электромагнита и подключенную к входам нуль-органа и интегратора, выход которого через сумматор, соединенный вторым входом с выходом задатчика амплитуды, соединен с выхо" дом элемента выборки и хранения, управляющий вход которого соединен с выходом нуль-органа, счетным вхо" дом счетчика импульсов и управляющими входами тиристорных ключей зарядной диагонали, а к выходу которого подключены входы регулятора поля и ключа, выход которого через регулятор напряжения связан с управ-. ляющим входом зарядного источника, а управляющий вход ключа подключен к выходу дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, вход. установки нуля которого соединен с выходом управляющего генератора и первым входом логической схемы И, второй вход которого ,соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - с управляющими входами тиристорных ключей разрядной диагонали, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды импульсов поля, в него дополнительно введены

1398763

Составитель Я,Катинова

IÐåäàêò0ð А.Кондрахина Техред А КРавчУк Корректор И.Эрдейи

Заказ 4334 T Paz< 663 . . . Подписное

БИИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

133835, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Нроизводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ля, а второй вход - к выходу первого дополнительного интегратора, вход

"Сброс" которого соединен с выходом управляющего генератора, выход элемента выборки и хранения соединен с входом дополнительного ключа, уп"

1 равляющий вход которого соединен с вторым выходом дешифратора, а выход череэ последовательно соединенные второй интегратор н ограничитель уровня соединен с входом первого дополнительного интегратора.