Устройство питания синхротрона

 

О П И С А Н И Й"

ИЗОБРЕТЕНИЯ ш 46425I

Сбк1а Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.06.73 (21) 1932263/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 05.04,78 (51) М. Кл. Н 05Н 7!04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (72) Автор изобретения

О. А. Гусев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ СИНХРОТРОНА 2

Изобретение относится к электрооборудованию ускорителей заряженных частиц.

Известны устройства для питания синхротронов, содержащие последовательно соединенный с электромагнитом источник питания с фильтровым реактором и параллельно соединенные с электромагнитом вентильный ключ и конденсаторную батарею с включенным в ее цепь последовательным инвертором.

Однако такие устройства отличаются сравнительно большой продолжительностью переходных процессов возбуждения электромагнита и недостаточной экономичностью.

Цель изобретения — повышение экономичности системы питания за счет сокращения длительности переходных процессов.

Это достигается тем, что в устройство введены устройства измерения тока реактора и электромагнита, блоки управления вентильным ключом и коммутатор, причем выход устройства измерения тока реактора соединен со входами блоков управления вентильным ключом и коммутатора в цепи устройства измерения тока электромагнита, а выход коммутатора — со входами блоков управления вентилей последовательного инвертора, согласных с направлением тока в реакторе.

Кроме того, для повышения стабильности амплитуды магнитного поля в него введены блоки задержки и распределения импульсов, датчик направления тока в цепи конденсатора, причем выходы блока задержки и распределения импульсов соединены со входами блоков управления инвертора, а вход

5 блока распределения импульсов — с датчиком направления тока в цепи конденсаторной батареи.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — график, поясняющий его

10 работу.

Электромагнит 1 через реактор 2 соедштсц с источником 3 подмагничпвания, Конденсаторная батарея 4 с электромагнитом и реактором образует колеб атель ный контур. По15 следовательно с батареей для поддержаши колебаний в резонансном контуре включен источник 5 подпитки с фильтром из ицдуктпвности 6 и емкости 7 через мостовой пнвертор, состоящий из вентилей 8 и 9, соответственно

20 управляемых и неуправляемых.

На графике на фиг. 2 обозначены ток электромагнита 1ь ток реактора 1 и напряжение U на конденсаторной батарее.

От центрального программирующего уст25 ройства подается сигнал включения источнику 3 подмагнпчивания. Ток от него протекает черсз реактор 2 и электромагнит 1. При достижении некоторой промежуточной величины тока подмагничивания (заранее рассчпЗО тапной или подобранной опытным путем), 464251

15 сигналы от источника 10 опорного напряжения и датчика 11 тока сравниваются, и сумматор 12 через блок 13 управления открывает вентиль 14 и замыкает ключ 15. Ток в реакторе 2 продолжает нарастать, а ток в электромагните будет уменьшаться со скоростью, определяемой постоянной времени электромагнита. При достижении током электромагнита минимального, наперед заданного зна-, чения (величины тока инжекции), сигналы источника 16 напряжения и датчика 17 тока электромагнита сравниваются и суммирующее устройство 18 через блоки 19 и 20 управления открывает два согласно направленных с током в реакторе вентиля 8 инвертора. Разрядом емкости 7 и напряжением источника 5 подпитки вентиль 14 запирается, а ток реактора замыкается через конденсаторную батарею. Возрастные напряжения на конденсаторной батарее вызовет увеличение тока в электромагните и уменьшение тока в реакторе.

Поскольку через конденсаторную батарею 4 может протекать только разность токов реактора и электромагнита, то в тот момент, когда эти токи сравниваются, ток через батарею

4 будет равен нулю, а напряжение на ней достигнет максимального значения. После этого конденсатор 4 разряжается, вызывая дальнейшее увеличение тока в электромагните и уменьшение в реакторе. Когда конденсатор разрядится полностью, ток электромагнита будет максимальным. Происходит очередная смена направления тока через конденсатор, который теперь заряжается с обратной полярностью напряжения, вызывая уменьшение тока в электромагните и увеличение в реакторе. Контур возбуждается со смещенным резонансом.

Для поддержания колебаний тока в контуре с неизменной амплитудой система управления, состоящая из датчика 21 направления тока, блока 22 задержки и распределения импульсов и блоков 23 и 24 формирования импульсов управления, открывает диагональные пары тиристоров таким образом, чтобы направление тока совпадало с направлением

ЭДС источника 5 подпитки.

После завершения необходимого числа колебаний в контуре, источник 3 может быть переведен в инверторный режим, а источник

5 — в режим нулевого напряжения. Колебания в контуре затухают, и ток реактора и электромагнита спадает до нуля.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить возбуждение электромагнита практически без дополнительного процесса, т. е. сразу после создания начальных условий (начальных токов) в реакторе и электромагните.

Общая продолжительность переходного процесса (вместе с созданием начальных условий) в электромагните с таким устройством системы питания оказывается в два— три раза меньше по сравнению с продолжительностью переходного процесса в известных устройствах питания синхротронов.

Формула изобретения

1. Устройство для питания синхротрона, содержащее последовательно соединенный с электромагнитом источник питания с фильтровым реактором и параллельно соединенные с электромагнитом вентильный ключ и конденсаторную батарею с последовательным инвертором, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности устройства за счет сокращения длительности переходных процессов, в него введены устройства измерения тока реактора и электромагнита, блоки управления вентильным ключом и коммутатор, причем выход устройства измерения тока реактора соединен со входами блоков управления вентильным ключом и коммутатора в цепи устройства измерения тока электромагнита, а выход коммутатора — со входами блоков управления вентилей последовательного инвертора, согласных с направлением тока в реакторе.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды магнитного поля, в него введены блоки задержки и распределения импульсов, датчик направления тока в цепи конденсатора, причем выходы блока задержки и распределения импульсов соединены со входами блоков управления инвертора, а вход блока распределения импульсов — с датчиком направления тока в цепи конденсаторной батареи.

464251

Фиг 1

Составитель В. Голубых

Техред Н. Рыбкина

Редактор И. Шубина

Корректоры: Л. 6рахнина и Н. федорова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 268/1 Изд. № 327 Тираж 992

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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