Устройство для импульсного питания электромагнита синхротрона

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВНДЕТЕДЬСТВУ(22) Заявлено 13,1076 (21) 2180087/25 Союз Советскнх Соцналнстическнк Республик)М. Кл.2 Н 05 Н 7/04 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 3: :038. 62 (088.8) Дата опубликования описания 1507,79(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА СИНХРОТРОНА Изобретение относится к ускорительной технике, а более конкретно к устройствам питания и стабилизациисинхротронов, работающих в импульсномрежиме,Для питания электромагнитов синхротронов часто используют емкостныенакопители энергии. Стабильность параметров импульсов тока электромагни-та в таких системах обеспечиваетсяпутем стабилизации напряжения зарядана накопительной емкости.Известны устройства для стабилизации напряжения на накопительной емкости , где стабилизация импульса 5тока электромагнита осуществляетсяпутем отсечки зарядного тока в моментдостижения напряжения на накопительной емкости заданного значения(1)еОднако большая производная тока вначале формирования импульса (моментинжекции) затрудняет ввод частиц врежим ускорения.Известно также устройство импульсного питания электромагнита синхротрона, содержащее источник питанияподключенный к конденсаторной батарее,связанной через дроссель с вентильноймостовой схемой, в диагональ которойвключена обмотка электромагнита (2. Путем поочередной коммутации вентилей в таком устройстве создаются однополярные импульсы тока.Однако в такам 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 уп" равляемого 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 )з и ( электромагниТа н дросселя соответственно, инапряжений Ч 0 и Ц на кондея:.а 2торах.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 1 (фиг. 2) включаются взнтили4: и 5 мостовой схемы, в результатечего через дроссель 3 и обмоткуэлектромагнита 8 быстро нарастаетток. В момент времени 1 включается .вентиль 9 и ввиду того, что емкость11 заряжена до некоторого напряженияобратной полярности ток дросселя протекает через емкость, а производнаятока, протекающего через обмоткуэлектромагнита, резко падает, в,результате чего формируется площадкаинжекции в импульсе тока с производной, близкой к нулевому значению.Производную тока определяют значением остаточного напряжения на емкости 11 от предыдущего цикла работы схемы. Длительность площадки зависитот параметров дросселя и емкости. Помере заряда емкости 11 ток в обмоткеэлектромагнита 8 нарастает, а батарея 2 разряжается, и при некоторомзначении тока электромагнита конденсаторная батарея 2 перезаряжаетсяобратной полярностью. Поэтому привключении вентиля 7 вентиль 5 закрывается и для тока. электромагнита 8образуются две ветви: емкость 11диод 10 - вентили 4 и 7 - батарея 2и дроссель 3 - вентили 4 и 7. Токв дросселе 3 продолжает уменьшаться,так как к нему приложено напряжениеобратной полярности на батарее 2 иемкости 11.При разряде емкости 11 ток обмотки электромагнита 8 достигает максимального значения в момент временикогда напряжение на конденсаЪторе 11 переходит через нулевое значение, и емкость 11 начинает заряжаться обратной полярностью. Ток вдросселе 3 к этому моменту меняетсвое направление, В момент временинапряжение с измерительной катушки 12, пропорциональное величинепроизводной магнитного поля электромагнита в момент инжекции, запоминается в регуляторе 13 задержки, надругой вход которого подключен импульс инжекции. Задержка этого импульса на выходе регулятора 13 опрецеляется отклонением производнойполя от заданного значения в моментинжекции. Этот импульс включаетвентиль б в момент времени Р . Прифвключении вентиля б вентиль 4 закрывается, и ток обмотки электромагнита 8 замыкается по цепи; вентиль,б - обмотка электромагнита 8 - вентиль 7 - батарея 2, заряжая батарею2 первоначальной полярностью. Емкость11 несколько разряжается при спадетока дросселя 3 до нуля. Однако засчет задержки включения вентиля бэтот систематический разряд выбирается, и напряжение на емкости 11(обратной полярности) устанавливает)5 ся в течение нескольких циклов науровне, обеспечивающем заданное зна.гение производной магнитного поля вмомент инжекции,Таким образом, регулирование про 20 изводной магнитного поля осуществляется задержкой включения вентиля 6,а следовательно, зарядом емкости 11,т,е. созданием необходимых начальныхусловий для следующего импульса.Использование предлагаемого устройства обеспечивает быстрый выбороптимального значения производнойполя в момент инжекции экспериментальным путем и повышает точность регулирования, в результате чего существенно повышается интенсивность пучка,захваченного в режим ускорения синхротрона.Формула изобретенияУстройство для импульсного питанияэлектромагнита синхротрона содержащее источник питания, подключенныйк конденсаторной батарее, связаннойчерез дроссель с вентильной мостовойсхемой, в диагональ которой включена обмотка электромагнита, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности регулирования45 производной магнитного поля в моментинжекции и увеличения интенсивностипучка частиц, к точке соединениядросселя с вентилем мостовой схемыподключена емкость через встречно 50 параллельное соединение вентиля идиода, управляющий вход вентилядругого плеча мостовой схемы связанс датчиком импульса синхронизацииинжекции через блок регулятора за 55 держки, ко второму входу которогоподключена измерительная катушка,расположенная в зазоре электромагнита.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоУ 264485, кл. Н 02 щ 3/10, С 05 Г 1/46,1969.2, М,Маг),е, Я.Расвете гпапеР роюег вОр.10 г РОЗА сЦсР 1 пф 5 цпсЬГОРгОпз р РРР 1 сРЕАссеГегаРОгь, 19)2, чав 3, с. Ь 9-Ь 4,576873 Составитель С.Ий Техред И, Асталсш рект едактор Т.Колодцев Заказ 4121 илиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектна 2 Тираж 943ЦНИИПИ Государственногопо делам иэобретени035, Москва, Ж, Рауш Подписноемитета СССРоткрытийнаб., д.4/5