Устройство формирования магнитного цикла протонного синхротрона

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0 9 0 4 76 (21) 2 34 4 30 2 /2 5 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹

Н 05 Н 7/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (233 Приоритет

Опубликовано 150779. Бюллетень № 26 (53) УДК 621. 384. . 639 (088. 8) Дата опубликовании описания 1507.79, (72) Авторы изобретения

О.А.Гусев, Н.С.Резчикова и В.Д.Федоров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО

ЦИКЛА ПРОТОННОГО СИНХРОТРОНА

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано.при разработке систем питания электромагнитов циклических ускорителей типа синхротрон.

Известно устройство формирования магнитного цикла протонного синхротрона, содержащее зарядное устройство, конденсаторную батарею, подключенную к обмоткам электромагнита, дополнительную конденсаторную батарею и дроссель (1).

В такой системе формирование магнитного цикла с целью получения удовлетворительного захвата частиц осуществляется путем наложения на импульс разряда конденсаторной батареи тока третьей гармоники за счет подключения дополнительной конденсаторной батареи и дросселя.

Однако в таком устройстве в результате низкой точности формирования величины производной магнитного поля в момент инжекции частиц из-за изменения параметров схемы в процессе

25 работы снижается эффективность захвата частиц в режим ускорения синхротроиа.

Кроме того известно устройство

4}срмирования магнитного цикла протонного синхротрона, содержащее электромагнит с датчиком уровня тока инжекции, конденсаторную батарею с зарядным источником, подключенную через дроссель, вентиль, диод, емкость и мостовую управляемую вентильную схему к обмоткам электромагнита синхротрона (2). Путем поочередной коммутации вентилей в таком устройстве создаются однополярные импульсы тока. Уменьшение производной на уровне поля инжекции достигается подключением емкости к точке соединения дросселя с вентилем мостовой схемы через встречно-параллельное соединение вентиля и диода.

В таком устройстве происходит снижение эффективности захвата частиц и стабильности интенсивности ускоренного пучка частиц за счет того, что регулировка магнитного цикла в нем может быть осуществлена только путем переключения конденсаторов в конденсаторной батарее, что является лишь грубой регулировкоЙ.

Цель изобретения — повышение эффективности захвата частиц и стабильности интенсивности ускоренного пучка частиц.

574112

Это достигается тем, что между обмоткой электромагн :. . i, конде. саторной батареей через у, ра,:..-.пег-1ы, веft-. тиль включена дополнительная емкость с зарядным управляемым источником, ко вторым концам конденсаторной батареи и дополнительной еглкости подключен 3 через диод широкополосный регулятор напряжения, при этом входы управления широкополосного регулятора напряжения и зарядного источника дополнительной емкости соединены с датчи- 10 ком уровня тока инжекции и программным источником опорнQ1"Î напряжения, На чертеже дана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, подключенный к основной конденсаторной батарее 2, дроссель 3, мостовую схему, содержащую управляемые вентили 4-7, в диагональ которой включена обмотка электромагнита 8, управляемый вентиль 9 и диод.10„ емкость 11, датчик 12 уровня тока (поля) инжекции, программный источник

13 опорного напряжения, широкополосный регулятор 14, дог.олнительную емкость 15, зарядное устройство 16, управляемый: вентиль 17 и диод 18.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально от источников пита- 30 ния 1 и 16 заряжается конденсаторная батарея 2 и емкость 15 до заданных значений напряжения. В момент прихода первого синхроимпульса включаются вентили 5 и 17, в результате чего через. дополнительную емкость 15 и обмотку электромагнита 8 начинает быстро нарастать ток. По достижении током значения тока инжекции, открывается диод 18. Точное совпадение момента открытия диода 18 с моментом, когда ток нарастет до значения тока инжекции, достигается регулированием напряжения заряда дополнительной емкости 15. Сигнал, снимаемый с датчика- 12 уровня тока инжекции, подается на управляемое зарядное устройство 16, которое заряжает емкость 15 до требуемой величины. После открытия диода 18 обмотка электромагнита

8 оказывается зашунтированной венти- 50 лями 5, 17 и диодом 18, в результате чего образуется площадка инжекции с постоянным магнитным полем.

Формула изобретения

Устройство формирования магнитного цикла протонного синхротрона, содержащее электромагнит с датчиком уровня тока инжекции, конденсаторную батарею с зарядным источником, подключенную через дроссель, вентиль, диод, емкость и мостовую управляемую вентильную схему к обмоткам электромагнита синхротрона, о т л и ч а ющ е е с я тем,что, с целью повышения эффективности захвата частиц и стабильности интенсивности ускоренного пуска частиц, между обмоткой электромагнита и конденсаторной батареей через управляемый вентиль включена дополнительная емкость с зарядным управляемым источником,ко вторым концам конденсаторной батареи и дополнительной емкости подключен через диод широкополосный регулятор напряжения,при этом входы управления широко-" полосного регулятора напряжения и зарядного источника дополнительной емкости соединены с датчиком уровня тока инжекции и программным источни-. ком опорного напряжения.

Закон изменения магнитного поля после площадки инжекции задается программным источником 13 опорного напряжения,воздействующим на широкополосный регулятор 14.Для перехода участка . с требуемым законом изменения магнит- 6О ного поля на основной ускорительный участок включается управляемый вентиль 9 и в дросселе 3 начинает нарастать ток, который заряжает емкость 11. Вентиль 17 при этом закрывается. По мере заряда емкости 11 ток в дросселе 3, достигнув своего максимального значения, начинает падать. В момент перехода тока в дросселе 3 через нуль вентиль 9 закрывается. Величина напряжения на емкости 11 превышает в этот момент значение напряжения на батареи 2 и емкости 15. После закрытия вентиля 9 конденсаторная батарея 2 и емкость 15 отключаются, а емкость 11 продолжает разряжаться на обмотку электромагнита через диод 10. При разряде емкости

11 до величины остаточного напряжения на батарее 2 и емкости 15 включается вентиль 4, вновь подсоединяя к обмотке электромагнита батарею 2 и емкость 15, образуя параллельное соединение всех трех емкостей. В момент времени, когда напряжение на конденсаторных батареях переходит через нулевое значение, включаются вентили

6 и 7, вентили 4 и 5 закрываются.

Ток электромагнита продолжает заряжать батарею 2 первоначальной положительной полярностью. При этом ток электромагнита по мере заряда конденсаторной батареи 2 падает до нулевого значения.

Предлагаемое устройство формирования магнитного цикла протонного синхротрона обеспечивает плоскую площадку в магнитном поле на любом уровне напряженности и произвольной длительности . и тонкую регулировку закона изменения магнитного поля в начале режима ускорения частиц. Использование предлагаемого устройства обеспечивает на 95-100Ъ захват инжектированных частиц в ускорителе.

1. N. Marks, ApuIsed magnet power

Supply for fast сусХ1пд Sinchrotrons, Составитель В.Краснопольский редактор Т.Колодцева Техред И. Асталош Корректор E. лука

Заказ 4121/62 Тираж 943 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ьилиал ППП Патент,г.ужгород,ул.Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

574112 ь

ParticIe Ассе1ега огя, 1972, vol. 3, с. 69-84.

2. Заявка 9 2180087, кл. H 05 H 7/04, 1975., по которОй выдано авторское свидетельотво.