Источник питания электромагнитов протонного синхроторона

А ЛИК 19) П 1) 1 7/ ЕТЕНИЯ ЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(56) 1Воробьев В.Н., Мойжес Л.Л. Активный фильтр кольцевого электромагнита ускорителя ИФВЭ - ПТЭ, 1977 М 2 с 32-33.2. Русев А.М. и Гусев О.А. Повышение качества регулирования магнит ного поля протонных синхронов для медленного вывода частиц, Третье Всесоюзное совещание по ускорителям заряженных частиц. М., фНаукаф, .1973, т. 11, с, 118-121(54) (57) ИСТОЧЕ 1 ИК ИИТАЕЕИЯ ЭЛЕКТРОМАГ НИТОВ ПРОТОННОГО СИНХРОТРОНА, содер жащий тиристорный выпрямитель напряжения, параллельно которому подключен ЬС"фильтр, к выходу .которого через первичную обмотку разделитель .ного трансформатора подключены па" раллельно соединенные обмотка элект магнита и датчик напряжения, выход которого подключен к первому входу регулятора напряжения, второй вход которого соединен с датчиком отклонения тока, а выход через фильтр низкой частоты подключен к первому входу блока фазового управления и, через фильтр высокой частоты - к первому входу усилителя мощности низкой частоты, выход которого соединен со вторичной обмоткой разделительного трансформатора, второй вход блока фазового управления соединен со входной шиной источника питания, а его выходы подключены к управляющим входам тиристорного выпрямителя напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, Я что, с целью повышения КПД, в него введен резонансный усилитель напря- ф/ жения с частотой резонанса, равной частоте основной гармоники выпрямленного напряжения, вход которого подключен к выходу регулятора напряжения, а выход - ко второму входу усилителя мощности низкой частоты,923343 10 Изобретение относится к областимощной импульсной техники и можетбыть использовано в ускорителях заряженных частиц для питания кольцевых и вспомогательных электромагнитов протонных синхротронов и соленоидов сильных магнитных полей,ИзвеСтен источник питания электромагнитов протонного синхротрона,содержащий тиристорный выпрямительнапряжения, подключенный черезфильтр сглаживания пульсаций к нагрузке, блок фазового управления,подключенный выходом к выпрямителю,а входом к цепи отрицательной обратной связи, состоящей из трансформаторного усилителя низкой частоты,невторичная обмотка которого включенапоследовательно с обмоткой электромагнита 1 . 20Недостаток известного источника питания электромагнитов протонного синхротрона заключается в относительно низком КПД из-за большой мощности усилителя нчзкой частоты, котоРая. определяется в основном нижней субгармоникой пульсации.Известен также источник питания электромагнитов протонного синхротрона, содержащий тиристорный выпрямитель напряжения, параллельно которому подключен С-фильтр, к выходу которого через первичную обмотку разделительного трансформатора подключены параллельно соединенные обмотка электромагнита и датчик напряжения, выход которого подключен к первому входу регулятора напряжения, второй вход которого соединен с датчиком отклонения тока, а выход через фильтр низкой частоты подключен к первому 40 входу блока фазового управления и через фильтр высокой частоты - к первому входу усилителя мощности высокой частоты, выход которого соецинен со вторичной обмоткой разделительного трансформатора, второй вход блока фазового управления соединен со входной шиной источника питания, а его выходы подключены к управляющим входам тиристорного выпрямителя напряжения 12 .Недостатком этого источника питания электромагнитов протонного синхротрона также является низкий КПД из-.за большой мощности усилителя низкой частоты и разделительного55 устройства.Целью изобретения является повы.шение КПД.Поставленная цель достигается за счет того, что в источник питания 60 электромагнитов протонного синхротроЪй, сОдержащий тиристорный выпрямитель напряжения, параллельно которому подключен 1.С-фильтр, к выходу которого через первичную обмотку раз делительного трансформатора подключены параллельно соединенные обмоткаэлектромагнита и датчик напряжения,выход которого подключен к первомувходу регулятора напряжения, второйвход которого соединен с датчиком отклонения тока, а выход через фильтрнизкой частоты подключен к первомувходу блока фазового управления ичерез фильтр высокой частоты - к первому входу усилителя мощности низкой частоты, выход которого соединенсо вторичной обмоткой разделительного трансформатора, второй вход блока фазового управления соединен совходной шиной источника питания, аего выходы подключены к управляющимвходам тиристорного выпрямителя напряжения, введен резонансный усилитель напряжения с частотой резонанса, равной частоте основной гармоники выпрямленного напряжения, входкоторого подключен к выходу регуля,тора напряжения, а выход - ко второму входу усилителя мощности низкойчастоты,На чертеже изображена функциональная схема источника питания электромагнитов протонного синхротрона.Источник питания электромагнитов протонного синхротрона содержит тиристорный выпрямитель 1 напряжения, обмотку 2 электромагнита, 1,С-фильтр3, соединенный входом с тиристорным выпрямителем 1 напряжения, а выходом через первичную обмотку разделительного трансформатора 4 - с обмоткой2 электромагнита. Вторичная обмоткаразделительного трансформатора 4подключена к выходу усилителя 5 мощности низкой частоты. Блок б фазового управления вторым входом подключен ко входной шине источника питания, выходами - к управляющим входам тиристорного выпрямителя напряжения,а первым входом - к выходу фильтра7 низкой частоты, вхОд которого подключен к выходу регулятора 8 напряжения, первый вход которого соединен с выходом датчика 9 напряжения, подключенного параллельно обмотке 2электромагнита, Между выходом регулятора напряжения 8 и первым и вторым входами усилителя 5 мощности низкой частоты включены фильтр 10 высокой частоты и резонансный усилитель 11 соответственно, а ко второму входу регулятора 8 напряжения подключен датчик 12 отклонения тока,Фильтр 7, блок б,выпрямитель 1 и 1,С-фильтр 3 образуют канал постоянного напряжения, а фильтр 10, усилитель 11, усилитель 5 и разделительный трансформатор 4 - канал переменного напряжения,Источник питания электромагнитовпротонного синхротрона работает следующим образом,923343 Эффективность изобретения заключается в уменьшении установленной мощности усилителя низкой частоты и разделительного устройства в среднем в два раза. Составитель Д. ХодыревРедактор Н. Коляда Техред А,Бабинец Корректор А. Зимокосов Тираж 783 Подписное ВЫИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 1007/1 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 управляющее напряжение О, поступающее с выхода датчика 12 отклонения тока, сравнивается в регуляторе ф напряжения с выходным напряжением 0 датчика напряжения 9. Разница между ними усиливается и преобразуется 5 регулятором 8 в соответствии с передаточной функцией И рц . Низкочастотная часть сигнала через фильтр 7 низкой частоты и блок б фазового управления воздействует на угол ре гулирования тиристора выпрямителя 1 напряжения, высокочастотная - через фильтр 10 высокой частоты и усилитель 5 мощности индицирует во вторичной обмотке разделительного трансформатора 4 противоЭДС пульсации выходного напряжения ,С-фильтра 3 - 0 С Таким образом в широкой полосе частот от постоянного тока до частоты среза контура отрицательной обрат- О ной связи по отклонению (0-0), равной примерно 5-10 кГц, обесйечивается сглаживание пульсации выпрям-. ленного напряжения 0 и для управ. - ляющего сигнала 0 контур представляет собой бенинерционное устройство.25 с коэффициентом передачиОн/0= 1 рГабаритная мощность С-фильтра 3 определяется постоянным. током под- ЗО магничивания реактора, частотой пульсации и коэффициентом ее сглаживания, габаритная мощность усилителя мощности низкой частоты 5 с разделительным трансформатором 4 - постоян ным током подмагничивания через вторичную обмотку трансформатора 4, частотой и амплитудой усиливаемого напряжения. Напряжение 0 содержит в себе все гармоники пульсации в 4 О полосе частот работы контура по напряжению. Величина гармоник напряжения Ор с частотой, меньшей. частоты сопряжения канала постоянного напряжения с каналом переменного на пряжения, на которой коэффициент передачи каналов равны друг другу, определяется отношением величины этих гармоник в напряжении 0 н при отсутствии обратной связи с датчика 9 напряжения и коэффициентом передачи канала постоянного тока на этих гармониках. Величина гармоник с частотой, большей частоты сопряженияамплитудой этих гармоник в напряже=нии 0 с и коэффициентом передачи. канала йеременного напряжения, В результате включения резонансного усилителя, настроенного на частоту основной гармоники пульсации 10, существенно большую частоты сопряжения каналов, ее величина в напряже- .ниии 0 Р оказывается уменьшенной практически на порядок. Высшие гармоники пульсации выпрямленного напряжения О по величине обратно пропорциональны отношению их частоты кчастоте 1 О, сглаживаются 4 С-фильтромв квадрат раз этого отношения больше,чем основная, и их величина в напряжении Ц почти на порядок меньше,чем основной в отсутствии резонанс-ного усилителя 11. Таким образом,частота среза фильтра низкой частоты7 может быть увеличена почти напорядок, без увеличения основнойгармоники на входе блока б фазовогоуправления, что позволяет увеличитьчастоту сопряжения каналов примернов три раза, до частоты порядка150 Гц в случае использования двенадцатиимпульсной схемы выпрямления,путем увеличения частоты среза фильтра 10 высокой частоты. При этом субгармоника с частотой 50 Гц и большаячасть субгармоники с частотой 100 Гцпроходит по каналу постоянного тока и необходимая мощность усилителя5 мощности низкой частоты и разделительного трансформатора 4 уменьшается в три-десять раз в зависимостиот относительного значения субгармоник пульсации напряжения 0,В качестве разделительного устройства 4 вместо трансформатора можетбыть использована дроссельная схемаили дроссельноконденсаторная схема.Вместо контура по отклонению токаможет быть при необходимости введенконтур .по отклонению магнитного поляили пучка заряженных частиц, а в от-дельных случаях, когда необходиморегулировать напряжение - автономныйзадатчик напряжения,