Устройство для формирования магнитного поля в синхротроне

Номер патента: 430806

Авторы: Гусев, Комар, Кофман

ZIP архив

Текст

(22) Заявлено 02,12.72 (21) 1852497/26-25 51) М, Кл заявки05 7 04 исоединениемПриоритет Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(43) Опубликова (45) Дата опубл УДК 621.384.6(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ фОРМИРОВАНИ ЛЯ В СИНХРОТРОНЕ НИТН Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для питания электромагнитов синхротронов.Известно устройство для формирования магнитного поля в синхротроне, в котором 5 обмотка возбуждения электромагнита включена последовательно с обмоткой дросселя насыщения в диагональ постоянного тока выпрямительного моста. В двух противолежащих плечах этого моста установлены 10 управляемые однооперационные вентили, а в двух других - диоды, последовательно с каждым из которых включена соответствующая обмотка дросселя насыщения. В диагональ переменного тока включен емкостной И элемент, который обычно образован последовательно-параллельным соединением большого количества конденсаторов. Заряд конденсаторов и компенсация активных потерь при формировании серии импульсов осуществ-Ю ляются с помощью специального блока. Импульсы управления поступают на управляющие электроды вентилей с синхронных гальванически развязанных выходов общего блока управления, И 2Основные достоинства известного устрой- ства - однополярный режим работы конденсаторов и коммутация управляемых вентилей без вспомогательных конденсаторов, Однако устройство позволяет формировать лишь симметричный импульс, Это вдвое снижает эффективность работы ускорителей по сравнению с работой в случае идеальной пилообразной формой импульса, так как рабочим является только передний фронт импульса,Цель изобретения - повышение эффективности работы ускорителя. Цель достигается эа счет введения в предлагаемое устройства двух управляемых и одного неуправляемого дополнительных однооперационных вентилей, а также дополнительной обмотки на дросселе насыщения и дополнительных выходов в блоке управления. При этом обеспечивается перекоммутация конденсаторов таким образом, что резонансная частота контура, образованного емкостным элементом и обмоткой электромагнита, на заднем фронте импульса вдвое выше, чем на переднем, В результате длительность заднего фронта вдвое меньше, чем переднего, и эффективность работыускорителя повышается на 30%.На фиг. 1 представлена упрощенная принципиальная схема предлагаемого уст- . ройства; на фиг. 2 даны графики токов и 5 напряжений на обмотке электромагнита и, на одной из двух групп конденсаторов,Обмотка 1 электромагнита ускорителя с индуктивностью (, включена последовательно с обмоткой 2 дросселя насышенияя, 10 имеющего также обмотки 3, 4 и 5, в диагональ постоянного тока выпрямительного моста, образованного управляющими вентилями, например тиристорами, 6, 7, и включенными последовательно с обмотками 3 и 15 4 дросселя насыщения неуправляемыми вентилями (днодами) 8 и 9 соответственно, Емкостной элемент образован последовательным соединением двух одинаковых групп конденсаторов 10, 11 емкостью С и С 20 соответственно через дополнительный диод 12 и обмотку 5 дросселя насыщения, причем С =С =2 СЧерез управляемые вентили 13 и 14 цепь вентиль 12 - обмот-,251 ка 5 дросселя включена в диагональ постоянного тока моста, Вентили 13, 14 и 12 включены согласно с вентилями моста, Управляющие входы вентилей 6, 7, 13 и 14 подключены к синхронным выходам об- ЗО щего блока управления 15, Блок 16 заряда конденсаторов и компенсации активных потерь подключен к обкладкам конденсаторов групп 10, 11 (такое включение является лишь конкретным примером; без изменения сущности изобретения зарядное устройство и устройство для подпитки контура и компенсации активных потерь могут быть выполнены раздельно и включены другим образом; например, зарядное устройство 4 О может быть разбито на два, каждое из которых подключено к своей группе конденсаторов, а устройство для подпитки включено последовательно в цепь питания обмотки.1 электромагнита синхротрона). 45Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии конденсаторы заряжены до необходимого напряжения в соответствии с полярностью блока 16, все вентили и обмотка 1 электромагнита . обесточены. При пуске в момент времени(фиг. 2) подают импульс тока управления, который после размножения поступает, на управляющие выводы вентилей 6, 7, 13, 5514, При этом образуется цепь для резонансного разряда групп конденсаторов 10и 11 через обмотку 2 дросселя на обмотку 1 электромагнита. Резонансная частота р определяется выражением50 4Рре 27С(+С е(ФУЬСО )Дроссельнасыщается в начале процесса разряда конденсаторов при прохождении тока, На участкеО ток -Ц - Д, а напряжение "="с = "с1 ВПосле разряда конденсаторов напряжение на них начинает менять свой знак так, что к вентилям 8, 9 и 12 прикладывается прямое напряжение, Конденсаторы, снова разряжаются до нуля по цепи обмотка 1 электромагнита - вентиль 8 - обмотка 3 дросселя - группа 1 0 конденсаторов - вентиль 1 2 - обмотка 5 дросселя - группа 11 конденсаторов - вентиль 9 - обмотка 4 дросселя. При этом дроссель перемагничивается, обеспечивая перекоммутацию вентилей и перевод тока с вентилей 6, 7 и 13 в вентили 8, 9 и 12, В результате группы конденсаторов оказываются включенными последовательно и заряд конденсаторов на участке-1 (фиг, 2)3ъосуществляется по резонансной кривой с частотой 15 е опРеделЯемой выРажеииеи -1 "1Г, (Юь(с,)(с, -. (2)/ьс, ) .-а(Йапряжение ( на обмотке 1 электромагнита синхротрона изменяет знак; на конденсаторах напряжение имеет первоначальный знак, а ток меняет направление:=-0 С О 1=-2Ь С, С - С, )С С2 Таким образом, длительность заднегофронта оказывается вдвое меньшей, чтопозволяет увеличить эффективность работыускорителя,В момент времениток )1 =1Сспадает до нуля и вентили 8, 9 и 12 запираются напряжением. на конденсаторах,Если на заднем фронте Импульса илипослеокончания импульса поля подать импульс1 , то начинается формирование новогоимйульса поля, Возможность формированиясерии импульсов поля без уменьшения егозначения в каждом импульсе до нуля обеспечивается за счет обратной перекоммутации цепей с помощью дросселя насыщения.Такой режим работы характерен, например,для бустера протонного синхротрона.Подпитка колебательного контура сцелью компенсации активных потерь можетбыть осуществлена любым известным способом,Предмет изобретенияУстройство для формирования магнитного поля в синхротроне, содержашее электромагнит, обмотка возбуждения которого, включена последовательно с первой обмоткой дросселя насьпцения в диагональ посто янного тока выпрямительного моста, в два противолежащих плеча которого включены управляемые однооперационные вентили, а в два других включены диоды, последовательно с каждым нз которых соответственно включены вторая и третья обмотки дросселя насьпцення, емкостной элемент, образованный последовательным соедине:- нием двух групп конденсаторов и включенный в диагональ переменного тока этого моста, блок заряда конденсаторов и компенсации активных потерь, блок управления,к гальваническн развязанным синхроннымвыходам которого подключены управляющие входы вентилей моста, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьпдения эффективности работы ускорителя, к диагонали постоянного тока моста через дополнительные управляемые одноопераци-, онные вентили подключена цепь нз дополнительной четвертой обмотки дросселя насы/щения и дополнительного диода, с помощью которой также выполнено последовательное соединение групп конденсаторов, при этом дополнительные вентили включены согла 15сованно с основными и их уцравляюшие входы подключены к выходам схемы управления,. аф ч.ф Ф 9 в сударственного комитпо делам изобретени Москва, 113035, Рауш а Совета М и открытий кая наб., 4 Подписноестров СССР

Смотреть

Заявка

1852497, 02.12.1972

ГУСЕВ О. А, КОМАР Е. Г, КОФМАН В. М

МПК / Метки

МПК: H05H 7/04

Метки: магнитного, поля, синхротроне, формирования

Опубликовано: 25.09.1975

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-430806-ustrojjstvo-dlya-formirovaniya-magnitnogo-polya-v-sinkhrotrone.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для формирования магнитного поля в синхротроне</a>

Похожие патенты