Устройство питания электромагнита синхротрона

ухтооэ н, .а чт 1: зОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия(23) Приоритет осударственный комит овета Министров ССС по делам изобретениии открытий 3) 621.384 (088.8) 4.78. Бюллетень М 1ия описания 03.05.78(71) Заявитель ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАИНХРОТРОНА 4) УСТРОЙСТ Изобретение относится,к системам питания ускорителей заряженных частиц и может быть использовано для питания резонансного контура протонного синхротрона, применяемого в качестве бустерного уокорителя для более 5 мощного синхрофазотрона.Известны резонансные системы питания синхротронов, работающих в непрерывном (длительном) режиме.Электромагнит синхротрона включают в 10 колебательный контур с конденсаторными батареями и подмагничивают постоянным током. Источнвк,постоянного тока защищают от переменного напряжения на резонансном контуре при,помощи реакторов, подключаемых по следовательно с источником постоянного тока и электромагнитом параллельно конденсаторным батареям.Для поддержания незатухающих колебаний в резонансном контуре применяют раз 20 личные устройства подпитки (компенсации активных потерь) резонансного контура; электричеокие машины, параллельные самовозбуждающиеся инверторы и импульсно-резонансные схемы, в,которых энергия предва рительно запасается в накопительном чонден. саторе, а затем:коротким импульсом переводится в резонаичный контур синхротрона один или два раза за период колебания напряжения на резонансном контуре.30 ьПротонный синхротрон, используемый в качестве бустерного ускорителя, должен работать в повторно-кратковременном режиме. За время инжекции в главный ускоритель бустерый сннхротрон должен сделать несколько десятков уокорительных циклов, следующих с частотой 20 - 30 Гц, а затем в течение всего ускорительного цикла в главном ускорителе, продолжающемся обычно около 4 - 5 сек, бустерный синхротрон бездействует. Вследствие этого принципиальная схема питания бус. терного,протонного синхротрона имеет особенности. Такая схема изображена на чертеже.Предложенное устройство питания синхротрона содержит блоки электромагнита 1, реакторы 2, источник 3 полмагничивания элек. тромагнпта постоянным током, конденсатор. ные батареи 4, Для обеспечения повторно- кратковременного режима работы сннхротрона источник 3 подмагннчивания включают только на время действия синхротрона, а в цепь конденсаторных батарей вводят встреч.но-параллельные вентильные столбы 5, 6, при помощи которых на время паузы в работе синхротрона энергию колебательного контура запирают в конденсаторных батареях.,Пооколыку к стабильности амплитуды маг нитного поля синхротрона предъявляются жесткие требования (стабильность должна быть порядка 10-4) и для того, чтобы синхро35 40 45 50 55 ео трон выходил на заданный режим работы с минимальным переходным процессом, при помощи источнцков постоянного.напрякения 7,в течение паузы компенсируют токи утечки конденсаторных батарей. Однако источники постоянного напряжения не могут компенсировать потери энергии в резонанспам контуре прп работе сицхротрона, так как напряжение д конденсаторах в это время являетсч переменым.Использование в качестве источников подпитки э:сктрических машин переменного тока затру;кительно, тяк хак очень сложно обес печпть в ивпульсном режиме равенство частот резонансного контура и ЗДС генератора. Что касается параллельных инверторов и импульсно-резонансных схем, то оци при включении пмео1 лцтельц, пер ходтыц режим то отрцця . ельно оазывастс Ид стаблости магнит;ого поля сццхротроз.В предложенном устройстве указанный недостаток устранен благодаря тому, что для подпитки зсцацспого контура испо.чьзуется источник 8 постоянного напряжения со средней точкой (цагримср, двд генератора постоянного напряжения или два выпрямителя с малоиндуктивгыми льтрами, соединенных последовательно и согласно), подклоченный крайними,клеммами через дополнительные управляемые вентили 9 последовательно,и со. ласно с вснтильными столбами 6 и 6, а средей точкой - к конденсаторной бата ее, Для .стрднсния короткого замыкания источника 8 питания при открывании вентиля 6 в устройстве,предусмотрены диоды 10.Вентили 6 и 6 рассчитывают ца полное напряжение конденсаторных батарей, а вентили 9 - на напряжение источника 8 питания, которое,в десялки раз,меньше напряжения конденсаторных батарей.Синхротрон начинает работать в момент открытия вецтильных столбов б,при помощи устройств 11 управления по сигналу от программного блока 12. В дальнейшем срабатывание устройств 11 обеспечивает блок 18, выдающий импульсы при прохождении через нуль така конденсаторных батарей. Для этого вход блока 13 соединен с обмоткой 14 обратной связи. После открытия вентильных столбов 6 ток разряда конденсаторных батарей проходиг через половину источника 8, один из диодов 10 и через вентиль 6. Спустя некоторое время (100 в 2 яксек), обусловленное блоком 16 задержки, устройство 16 управления открывает правый вентиль 9. Диод 10 запирается, и ток в дальнейшем будет проходить через правый вентиль 9 и правую половину источника 8 согласно с его ЭДС. Пока конденСаторы разряжаются и перезаряжаются ст правой 5 1 О 15 20 25 30 половины источника 8, в резонансный контур поступает энергия,Затем направление тока в цепи изменяет. ся на противоположное. Вентили 6 ц 9 эапц. раются. Ток протекает через вентиль 6, левый диод 10 и,правую половину источника 8. Прц этом блок 13 вырабатывает импульс, которы через программный блок 12 и блок 17 задержки поступает на вход блока 18 управления, который дает отпираощий импульс левому вентилю 9. Диод 10 запирается, и ток в дальнейшем будет проходить через левый вентиль 9 ц левую половину источника 8, забирая из ,него энерпио в контур, Далее циклы повто ряются. Блоки 16 и 17 задержки необходимы для восстановления вентильных свойств вентилей 6 9 осле цх здпирацпя при сменах направления тока коц,-ецсдтоэцых батате"Если приметь в качестве истопика под. нитки,мялоипд; ктивняй источник постоянного напряжения, то синхротрон начинает работать со стабильной энергией пряктески с первого периода колебания магнитного поля после открытия вентилей б.1 з-за высокой добротности резонансного коггура мощность источника 8 питания составляет несколько процентов от колебательной реактивной мощности резонансного контура.Формула изобретениягстройство питания элсхтромагнитд синхротрона, содержащее источник подмагцичцвания электромагнита постоянным током, разделительные реакторы, конденсаторные батареиподключенные через встречно-параллельные управляемые и неуправляемые вентили параллельно обмоткам электромагнита и реякторам, истоники постоянного напряжения ксмпенсацци утечек конденсаторных батарей и истопницк,компенсации потерь в резонансном контуре, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды магнит. ного поля синхротрона, катод неуправляемого вентиля и анод управляемого вентиля в цепи конденсаторной батареи через дополнительные управляемые вентили соединены последовательно и согласно с источником компенсации потерь в резонансном контуре, выполнецом в виде источника постоянного напряжения, средняя точка которого соединена с конденсаторной батареей, а положительный полюс через встречный диод - с,катодом неуправляемого вентиля, и отрицательный полюс через согласный диод - с анодом управляемого вентиля, при этом входы блоков управления дополнительными управляемыми вентилями соединены через блоки задержки с программным блохом и,блохом выделения нуля тоха в цепи конденсаторной батареи,446243 Изд.129 Тираж 992 О Государственного комитета Совета Министр по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5