Устройство для импульсного питания электромагнита синхротрона

 

о

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВНДЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 13,1076 (21) 2180087/25

Союз Советскнх

Соцналнстическнк

Республик (g ) Кл.2

Н 05 Н 7/04 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1507,79. Бюллетень ¹ 26

РЗ) УДК 621. 3:

:0,38.62(088.8) Дата опубликования описания 150779 (72) Авторы изобретения

О.А.Гусев, A.À.Òóíêèí и В.Д.Федоров (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТА СИНХРОТРОНА

Изобретение относится к ускорительной технике, а более конкретно к устройствам питания и стабилизации синхротронов, работающих в импульсном режиме.

Для питания электромагнитов синхротронов часто используют емкостные накопители энергии. Стабильность параметров импульсов тока электромагни-1 та в таких системах обеспечивается путем стабилизации напряжения заряда на накопительной емкости.

Известны устройства для стабилизации напряжения на накопительной емкости, где стабилизация импульса )5 тока электромагнита осуществляется путем отсечки зарядного тока в момент достижения напряжения на накопительной емкости заданного значения(1).

Однако большая производная тока в начале формирования импульса (момент инжекции) затрудняет ввод частиц в режим ускорения.

Известно также устройство импульсного питания электромагнита синхротрона, содержащее источник питания„ подключенный к конденсаторной батарее, связанной через дроссель с вентильной мостовой схемой, в диагональ которой включена обмотка электромагнита (2).

Путем поочередной коммутации вентилей в таком устройстве создаются однополярные импульсы тока.

Однако в таком устройстве в результате низкой точности формирования производной магнитного поля в момент инжекции частиц из-за изменения параметров схемы в процессе работы снижается эффективность захвата частиц в режим ускорения синхротрона.

Для повышения точности регулирования производной магнитного поля в момент инжекции и увеличения интенсивности пучка частиц в предлагаемом устройстве к точке соединения дросселя с вентилем мостовой схемы через встречно-параллельное соединение управляемого вентиля и диода подключена емкость, управляющий вход вентиля другого плеча мостовой схемы связан с датчиком импульса синхронизации инжекции через блок регулятора задержки, ко.. второму входу которого подключена измерительная катушка, расположенная в зазоре электромагнита.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — осциллограммы токов )- и (g< электромагниТа н дросселя соответственно, и

576В73 напряжении U0 и ((на кондей:..а2 торах.

Схема содержит источник 1 питания, подключенный к 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, связанныа с емкостью 11, измерительную катушку

12, связанную с регулятором 13 задержки синхроимпульса (СИ).

Устройство работает следующим образом.

Первоначально от источника 1 питания заряжается конденсаторная батарея 2 от заданного значения положительного напряжения. В момент времени t (фиг. 2) включаются вентили

4: и 5 мостовой схемы, в результате чего через дроссель 3 и обмотку электромагнита 8 быстро нарастает ток. В момент времени t включается . вентиль 9 и ввиду того, что емкость

11 заряжена до некоторого напряжения обратной полярности ток дросселя протекает через емкость, а производная тока, протекающего через обмотку электромагнита, резко падает, в,результате чего формируется площадка инжекции в импульсе тока с производной, близкой к нулевому значению.

Производную тока определяют значением остаточного напряжения на емкости ll от предыдущего цикла работы схе мы. Длительность площадки зависит от параметров дросселя и емкости. По мере заряда емкости 11 ток в обмотке электромагнита 8 нарастает, а батарея 2 разряжается, и при некотором значении тока электромагнита конденсаторная батарея 2 перезаряжается обратной полярностью. Поэтому при включении вентиля 7 вентиль 5 закрывается и для тока. электромагнита 8 образуются две ветви: емкость 11 диод 10 — вентили 4 и 7 — батарея 2 и дроссель 3 — вентили 4 и 7. Ток в дросселе 3 продолжает уменьшаться, так как к нему приложено напряжение обратной полярности на батарее 2 и емкости 11.

При разряде емкости 11 ток обмотки электромагнита 8 достигает максимального значения в момент времени когда напряжение на конденсаЪ 7 торе 11 переходит через нулевое значение, и емкость 11 начинает заряжаться обратной полярностью. Ток в дросселе 3 к этому моменту меняет свое направление. В момент времени напряжение с измерительной катуш ки 12, пропорциональное величине

2 производной магнитного поля электромагнита в момент инжекции, запоминается в регуляторе 13 задержки, на другой вход которого подключен импульс инжекции. Задержка этого импульса на выходе регулятора 13 onпепеляется отклонением производной поля от заданного значения в момент инжекции. Этот импульс включает вентиль 6 в момент времени t . При

4 включении вентиля б вентиль 4 закрывается, и ток обмотки электромагнита 8 замыкается по цепи: вентиль, 6 — обмотка электромагнита 8 — вентиль 7 — батарея 2, заряжая батарею

2 первоначальной полярностью. Емкость

11 несколько разряжается при спаде тока дросселя 3 до нуля. Однако за счет задержки включения вентиля 6 этот систематический разряд выбирается, и напряжение на емкости 11 (обратной полярности) устанавливает)5 ся в течение нескольких циклов на уровне, обеспечивающем заданное значение производной магнитного поля в момент инжекции.

Таким образом, регулирование про7() изводной магнитного поля осуществляется задержкой включения вентиля 6, а следовательно, зарядом емкости 11, т.е. созданием необходимых начальных условий для следующего импульса.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает быстрый выбор оптимального значения производной поля в момент инжекции экспериментальным путем и повышает точность регулирования, в результате чего существенно повышается интенсивность пучка, захваченного в режим ускорения синхротрона.

Формула изобретения

Устройство для импульсного питания электромагнита синхротрона содержащее источник питания, подключенный к конденсаторной батарее, связанной через дроссель с вентильной мостовой схемой, в диагональ которой включена обмотка электромагнита, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования

45 производной магнитного поля в момент инжекции и увеличения интенсивности пучка частиц, к точке соединения дросселя с вентилем мостовой схемы подключена емкость через встречно50 параллельное соединение вентиля и диода, управляющий вход вентиля другого плеча мостовой схемы связан с датчиком импульса синхронизации инжекции через блок регулятора задержки, ко второму входу которого подключена измерительная катушка, расположенная в зазоре электромагнита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

У 264485, кл. Н 02 m 3/10, G 05 F 1/46, 1969.

Z. N.ÌàãJ.е, Я.Рысьей mognet роъмег мр1ог РаыР сцсР1 ф 5цпсЬгоРгопз, Par t.icfe

АссеГегаРсгь, 1912, чав 3, с. bcl-Ь4, 576873

Фиг. 2

Составитель С.ИИтов

Редактор Т.Колодцева Техред И. Асталсш Корректор Г.Назарова

Заказ 4121/62 1ираж 943 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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