Устройство регулирования магнитногополя протонного синхротрона

 

.r

ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

О П

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

<»>64802 f

К АВТОРСКОМУ Св ЙТИЗЬСЖУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51}М. К .з (22) Заявлено 14.09.76 (21) 2402671/18-25 с присоединением заявки Ио (23} ПриоритетН 05 Н 7/04

Государственный комитет

СССР но левам изобретений н открытий

Опубликовано 0708.81, Бюллетень Ж 29 (53) УДК 621 З84.

° 634 (088. 8) Дата опубликования описания 0708,81

М.П. Васильев, В.A. Засенко, В.Г. Ивкин и И.В. Иозин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РЗГУЛМРОВАНИЯ ИИ НИТНОРО ПОЛЯ

ЙРО ОИЙОГО ОИИМИФРОЙА

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании систем формирования магнитного поля протонного синхротрона с любым количеством плоских участков.

Известно устройство регулирования магнитного поля протонного синхротрона, садержащее управляемый источник йнтания электромагнита сннхротрона ® и датчик отклонения магнитного поля от заданной величины, состоящий из электронного интегратора со схемой управления и катушки индуктйвности, помеаювнной в зазор электромагнита $1) 45

Датчик отклонения магнитного поля от заданной величины вырабатывает сигнал в виде напряжения, пропорционального величине отклонения, который подается на вход управляемо- -20 го источника питания, и тем саьнм обеспечивается регулйровка величины магнитного поля протонного синхротро25

Известное устройство позволяет формировать плоские участки магнитного поля длительностью 0,1-1,5 с с погрешностью, не превосходящей

10 10 " от заданной величины., 39

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения с его помощьв точности регулирования до 10 прн длительности плоских участков, достигакщей нескольких единиц н десятков секунд.

Прототипом данного изобретения является устройство регулирования магнитного поля протонного синхротрона, содержащее регулнруеьий источник питания обмотки электромагнита синхротрона, вход которого соедн" нен с основным выходом компаратора тока, выполненного на основе магнитомодуляционного датчика "второй гар-. моники" и включенного последовательно в цепь ййтания обмотки электро- магнита, регулируемай источник тока, подключенный своим выходом к одному из входов компаратора тока, и блок фиксации заданного уровня магнитного поля 23.

За счет управления работой регулируемого источника питания обмотки электромагнита, которое осуществляется сигналами с выхода компаратора тока, осуществляется формирование рабочих циклов магнитного поля синзпзотрона.

648021

Недостатком известного устройства является недостаточная точность ре-, гулирования импульсного магнитного поля при большом количестве плоских участков, что обусловлено погрешностью магнитомодуляционного датчика.

Цель изобретения — повыжние точности регулирования импульсного магнитного поля с любым количеством плоских участков.

Цель достигается тем, что в пред- )Q лагаемое устройство дополнительно введены стабилизатор тока, преобразователь цифрового кода в ток и устройство управления режимом работы компаратора тока, соединенные своими выходами с входами компаратора тока, нуль-орган, вход которого соединен с выходом компаратора тока, а выход подключен к блоку фиксации заданного уровня магнитного поля и к первому входу устройства управления режимом работы компаратора тока, преобразователь временного интервала в код и схема определения знака, выходы которых связаны с преобразователем цифрового кода в ток, а первые входы 2$ соединены с выходом нуль-органа, причем блок фиксации заданного уров ня магнитного поля своиы выходами связан со вторыми входамн преобразователя временного интервала в циф- у) розой код, схемы определения знака, а также устройства управления режимом работы компаратора тока;

На фиг. 1 приведена. блок-схема предлагаемого устройства. на фиг.2 - З временные диаграммы переходных процессов в цепях устройства. .В устройство регулирования магнитного поля протонного сИЙМротрона входят регулируемый источник питания

1, обмотки электромагнита ускорителя 2,компаратор тока 3, нуль-орган 4, преобразователь 5 временного интервала в код, схема определения знака б, устройство управления 7 режимом работы компаратора тока, блок фикса- фЯ ции 8 э аданного уровня магнитного поля, регулируемый источник тока 9, стабилизатор тока 10, преобразователь

11 цифрового кода в ток.

1 егулируемай источник питания 1 Я обмотки электромагнита ускорителя 2 связан с основным вйходом компаратора тока 3, включенного в цепь питания электромагнита. Дополнительный выход компаратора тока 3 через нуль-орган 4 подключен к первым входам преобразователя 5 временного интервала в код", схема определения знака

6, устройства управления 7 режимом работы компаратора тока и к входу. блока .фиксации 8 заданного уровйя 40 магнитного поля. К входам компаратора тока 3 подключены регулируемый источник тока 9, стабилизатор тока 10

М преобразователь 11 цифрового кода в ток, входы которого связаны с 45 выходами преобразователя 5 и схемы 6.

Кроме этого, блок фиксации 8 одним своим выходом через устройство управления 7 связан с входом компаратора тока 3, а другим выходом подключен к вторым входам преобразователя б и схемы определения знака 6.

Работа устройства поясняется вре менными диаграммами на фиг. 2, где приведены следующие зависимостиг а — кривые изменения напряженности магнитного поля На, тока питания электромагнита 3„ и установки компаратора тока 3 б — импульс блока 8 фиксации за данного уровня магнитного по-. ля, в — напряжение на дополнительном выходе компаратора тока 3

r — импульс на выходе нуль-органа 4; д — напряжение на основном выходе компаратора тока 3.

Устройство работает следующим образом.

На участке нарастания магнитного поля по сигналу извне или другим способом в блок фиксации 8 вводят уставку И; — Ь Н, а в компаратор тока — уста ку 3; -a3 (кривые "а"), где Н„= д„— заданные значения магнитного поля и тока на i-м плоском участке импульса; Н Ь 3 - постоянные значения, соответствующие измене" нив магнитного поля и тока при плавном переходе с участка нарастания на горизонтальную площадку и обратно.

Величии а уст ав ки „формируется током от регулируемого источника 9, а В 3 - током от стабилизатора 10 (устанавливается экспериментально при наладке усйорителя и в дальнейшем не изменяется).

В момент времени t когда магнитные поля электромагнита Н достигает значения Н; — Н, блок фиксации

Ц

8 вырабатывает ймпульс, который поступает в схему определения знака б и включает преобразователь 5 временного интервала в код. Если в этот момент времени ток электромагнита д „ не равен установке 3; — 63, то напряжение на дополнительном выхо-. де компаратора тока 3 кривые

"б" не равно нулю. Оно дос1 тигает нуля в момент времени (в случае, если ЗМ (3;1а3 ), срабатывает нуль-орган 4, импульс которого поступает в схему определения знака б и включает преобразователь 5. На выходе преобразователя 5 появляется цифровой код, соответствующий отличию уставки 3; — а3 от тока электромагнита 3м в момент ц . Этот код вместе с сигналом знака сыибки, выработанным схемой б, поступает на вхо-. ды преобразователя 11 цифрового кода, в ток, который корректирует уставку компаратора тока 3 на величину б 3

1 (кривые "д") . Если в момент времени

t 3 3; -ь3, то первым срабатывает нуль-орган 4, а затем — блок фиксации 8, коррекция уставки будет иметь

* знак "плюс". Если s момент времени

t D=J„. ь3, то коррекция д> = О.

Импульс нуль-органа 4 в момент времени t< поступает также в устройство управления 7 режимом работы компаратора тока, которое вырабатывает сигнал, изменя1ощий с помощью стабилизатора 10 уставку компаратора

3 на величину + д3 . В момент времени ! (практически он может совпадать с моментом времени tg) в компаратор тока 3 введена уставка 3„. — У, и сигнал с основного выхода компаратора (кривые "д ") подан на вход регулируемого источника питания 1, что обеспечивает замыкание отрицательной обратной связи по отклонению тока в обмотке электромагнита 2 от заданного уровня. К моменту времени tg процесс плавного перехода на плоский участок поля обычно заканчивают, и устройство работает в режиме стабилизации тока электромагнита на уровне Л; -d 3, формируя

1-ю площадку импульса магнитного поля.

После окончания i-го плоского участка, в момент времени t4, по . сигналу извне или другим способом через устройство 7 размыкают отрица» тельную обратную связь, отключая основной выход компаратора 3 от регулируемого источника питания 1, и с помощью стабилизатора тока изменяют уставку компаратора с помощью стабилизатора тока 10 изменяют уставку компаратора тока на + ЙХ Одновременно начинают плавно увеличивать ток электромагнита 3, регулируя напряжение источника 1 и формируя плавный переход с i-го плоского участка на участок нарастания магнитного поля.

При достижении током электромагнита дц величины уставки 3; -д +

+ й3 напряжейие на дополнительном выходе компаратора тока 3 уменьшается до нуля (момент времени кривые "в" ) . Срабатывает нуль-орган

4 (кривые "г") и своим импульсом устанавливает в нулевое состояние преобразователь 5 и схему б, а также включает блок фиксации 8 заданного уровня магнитного поля. В этот же момент времени 5 или несколько позже по сигналу извне в блок фиксации 8 и в компаратор 3 вводят устав" хи Н„., h H и 3; - L3 g для фор» мирования (i + 1)-го плоского участ" ка импульса магнитного поля. Далее все операции, описанные выше, повторяются. б48021

Такое построение устройства позволяет обеспечить вы скую точность регулирования магнитного поля на любом числе плоских участков продолжительностью в единицы и десятки секунд.

Формула изобретения р Устройство регулирования магнитного поля протонйого синхротрона, содержащее регулируемый источник питания обмотки электромагнита синхротрона, вход которого соединен с основным выходом компаратора тока, выполненного на основе магййтомодуляционного датчика "второй гармоники" и включенного последовательно в цепь питания обмотки злектромагни" .та, регулируемый источник тока, под2О ключенный своим выходом к одному из входов компаратора тока, и блок фиксации заданного уровня магнитного поля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ре25 гулирования импульсного магнитного поля с любым количеством плоских участков, в него дополнительно вве" дены стабилизатор тока, преобразователь цифрового кода в ток и устройщ ство управления режимом работы компаратора тока, соединенные своими выходами с входами компаратора тока, нуль-орган, вход которого соединен с выходом компаратора тока, а выход подключен к блоку фиксации заданного уровня магнитного поля и к первому входу устройства управления режимом работы компаратора тока, преобразователь временного интервала в код и схема определения знака, выходы ко- торых связаны с преобразователем цифрового кода в ток, а первые входы соединены с выходом нуль-органа, .прйчем блок фиксации заданного уровня магнитного поля своими выходами

4)ф связан с вторыми входами преобразователя временного интервала в цифровой код, схемы определения знака, а также устройства управления режимом работы компаратора тока. Источники информации, принятые во вииманйе прн экспертизе

1. Гусев A.È. и др. Повышение

И качества синхронитронов для медленного вывода частиц. Труды третьего

Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. Т. 2, И., Наука, 1973, с. 118-121. щ) 2. Авторское свидетельство СССР

9408б13, кл. Н 05 Н 7/04, 1975.

648021

А(г +f1

tI t,. ;- J,., ; - . .. p Я

t ..

1, /. - - Составйтель В . Краснопольский

Редактор O. Стенина Техред Н; Хелушак Корректор М. шароюи б

Ю «ФВ 4 «\4««йй«««ФЮ Ф««««МЧЮ«««««««М»««

Заказ 5858/46 Тираж 669 — -- - : Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР

Мо делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская йаб., д. 4/5

Ф«» «» «» й««« э Ф4ьюм«В Ф « ° юФ

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4

- Мь.