Устройство регулирования магнитногополя протонного синхротрона

О П Союз Советскнк Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 14097 б (21) 2402671/18-25 (5 ф)М Кл с присоединением заявки Иов(23) ПриоритетН 05 Н 704 Государственный комитет СССР но аеаам изобретений н открытийДата опубликования описания 0708,81 М.П. Васильев, В.А, Засенко, В.Г. Ивкин и И.В. Иозин(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЙ ИИфНИТНОРО ПОЛЯ ЙРЖОИЙОГО ОИНМИФРОЙАЭа счет управления работой регулируемого источника питания обмотки электромагнита, которое осуществляется сигналами с выхода компаратора тока, осуществляется формирование рабочих циклов магнитного поля сиизпзотрона,Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании систем формирования магнитного поля протонного синхротрона с любым количеством плоскихучастков.Известно устройство регулированиямагнитного поля протонного синхротрона, содержащее управляемый источникйитания электромагнита сннхротрона 10и датчик отклонения магнитного поляот заданной величины, состоящий изэлектронного интегратора со схемойуправления и катушки индуктйвности,помещенной в зазор электромагнита 1 .15Датчик отклонения магнитного поляот заданной величины вырабатываетсигнал в виде напряжения, пропорционального величине отклонения,который подается на вход управляемо- -20го источника питания, и тем саьнмобеспечивается регулйровка величинымагнитного поля протонного синхротро- -25 Известное устройство позволяет формировать плоские участки магнитного поля длительностью 0,1-1,5 с с погрешностью, не превосходящей 1010 " от заданной величины, , 36 2Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения с его помощьв точности регулирования до 10прн длительности плоских участков, достигакщей нескольких единиц и десятков секунд.Прототипом данного изобретения является устройство регулирования магнитного поля протонного синхротрона, содержащее регулнруеьий источник питания обмотки электромагнита синхротрона, вход которого соеди" нен с основным выходом компаратора тока, выполненного на основе магнитомодуляционного датчика "второй гар-. моники" и включенного последовательно в цепЬпйтания "обмотки электромагнита, регулируемай источник тока, подключенный своим выходом к одному из входов компаратора тока, и блок фиксации заданного уровня магнитного поля Г 23.Недостатком известного устройства является- недостаточная точность ре-, - гулирования импульсного магнитногополя при большом количестве плоскихучастков, что обусловлено погрешностью магнитомодуляционного датчика.Цель изобретения. - повышение точности регулирования импульсного магнитного поля с любым количествомплоских участков.Цель достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительновведены стабилизатор тока, преобразователь цифрового кода в ток иустройство управления режимом работыкомпаратора тока, соединенные своимивыходами с входами компаратора тока,нуль-орган, вход которого соединенс выходом компаратора тока, а выходподключен к блоку Фиксации заданногоуровня магнитного поля и к первомувходу устройства управления режимомработы компараторатока, преобразователь временного интервала в коди схема определения знака, выходыкоторых связаны с преобразователемцифрового кода в ток, а первые входысоединены с выходом нуль-органа,причем блок Фиксации заданного уровня магнитного поля своиывыходамисвязан со вторыми входамн преобразователя временного интервала в цифровой код, схемы определения знака,а также устройства управления режимомработы компаратора тока;На Фиг. 1 приведена. блок-схемапредлагаемого устройства. на Фиг2 ввременные диаграммы переходныхпроцессов в цепях устройства.В устройство регулирования магнитного поля протонного сЖМротронавходят регулируемый источник питания1, обмотки электромагнита ускорителя 2,компаратор тока 3, нуль-орган 4,преобразователь 5 временного интервала в код, схема определения знака б,- устройство управления 7 режимомработы компаратора тока, блок Фиксации 8 эаданного уровня магнитногополя, регулируемый источник тока 9,стабилизатор тока 10, преобразователь11 цифрового кода в ток,1 егулируежй источник питания 1обмотки электромагнита ускорителя 2связан с основным вйходом компараторатока 3, включенного в цепь питания.электромагнита. Дополнительный выход компаратора тока 3 через нуль-орган 4 подключен к первым входампреобразователя 5 врекиного интервала в код", схеи определения знакаб, устройства управления 7 режимомработы компаратора тока и к входу.блока Фиксации 8 заданного уровйямагнитного поля. К входам компараторатока 3 подключены регулируемый источник тока 9, стабилизатор тока 10М преобразователь 11 цифрового кодав ток, входы которого связаны с выходами преобразователя 5 и схемы б.Кроме этого, блок Фиксации 8 однимсвоим выходом через устройство управления 7 связан с входом компаратора тока 3, а другим выходом подключен к вторым входам преобразоваэ теля б и схемы определения знака 6,Работа устройства поясняется временными диаграммами на Фиг. 2, гдеприведены следующие зависимости:а - кривые изменения напряженности 10 магнитного поля Н тока пита"ния электромагнита 3 и установкикомпаратора тока 3,б - импульс блока 8 Фиксации за данного уровня магнитного по-.15 ля,в - напряжение на дополнительномвыходе компаратора тока 3г - импульс на выходе нуль-органа 4;20 д - напряжение на основном выходекомпаратора тока 3.Устройство работает следующим образом.На участке нарастания магнитногополя по сигналу извне или другим 2 способом в блок Фиксации 8 вводятуставку Н; - Ь Н, а в компаратор то"ка - устаку Э; - а 5 (кривые "а"),где Н= д - заданные значениямагнитного поля и тока на -м плоском 30 участке импульса; Н ЬЗ - постоянные значения, соответствующие измене"нив магнитного поля и тока при плавном переходе с участка нарастания нагоризонтальную площадку и обратно.3 Величина уставкиФормируетсятоком от регулируемого источника 9,а В 3 - током от стабилизатора 10:(устанавливается экспериментальнопри наладке усйорителя и в дальнейшем 0 не изменяется).В момент времени 1 когда магнитные поля электромагнита Н дости"гает значения Н; - ЬН, блок ФиксацииЦ8 вырабатывает ймпульс, который поступает в схему определения знака би включает преобразователь 5 временного интервала в код. Если в этотмомент времени ток электромагнита,дне равен установке 3; - ЬЗ , то 0 напряжение на дополнительном выхо-,де компаратора тока 3 кривые"б" не равно нулю. Оно дос 1тигает нуля в момент времени 1в случае, если ЗМ (3;1 а 3 ), срабатывает нуль-орган 4, импульс которогопоступает в схему определения знакаб и включает преобразователь 5. Навыходе преобразователя 5 появляетсяцифровой код, соответствующий отличию уставки 3; - 63 от тока электро магнита 3 м в момент. Этот кодвместе с сигналом знака сыибки, выработанным схемой б, поступает на входы преобразователя 11 цифрового кода,в ток, который корректирует уставку 45 компаратора тока 3 на величину Дф 5848021 Формула изобретения р Устройство регулирования магнитного поля протонйого синхрбтрона,содержащее регулируемый источникпитания обмотки электромагнита синхротрона, вход которого соединен сосновным выходом компаратора тока,выполненного наосновемагййтомодуляционного датчика "второй гармоники" и включенного последовательнов цепь питания обмотки злектромагни".та, регулируемый источник тока, под О ключенный своим выходом к одному извходов компаратора тока, и блокФиксации заданного уровня магнитногополя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности ре гулирования импульсного магнитногополя с любым количеством плоскихучастков, в него дополнительно введены стабилизатор тока, преобразователь цифрового кода в ток и устройщ ство управления режимом работы компаратора тока, соединенные своимивыходами с входами компаратора тока,нуль-орган, вход которого соединенс выходом компаратора тока, а выходподключен к блоку фиксации заданногоуровня магнитного поля и-к первомувходу устройства управления режимомработы компаратора тока, преобразователь временного интервала в код исхема определения знака, выходы ко-торых связаны с преобразователемцифрового кода в ток, а первые входысоединены с выходом нуль-органа,.прйчем блок Фиксации заданного уровня магнитного поля своими выходами 4 ф связан с вторыми входами-преобразователя временного интервала в цифровойкод, схемы определения знака, атакже устройства управления режимомработы компаратора тока. 1. Гусев А.И. и др. Повышение И качества синхронитронов для медленного вывода частиц, труды третьегоВсесоюзного совещания по ускорителямзаряженных частиц. т. 2, И., Наука,1973, с. 118-121.щ) 2. Авторское свидетельство СССРВ 408 б 13, кл. Н 05 Н 7/04, 1975. 1(кривые фд"). Если в момент временис Л Э; -ьЗ, то первым срабатываетнуль-орган 4, а затем - блок Фиксации 8; коррекция уставки будет иметьзнак "плюс". Если в момент времений.15 М=б - ЬЗ, то коРРекЦиЯ дЗ = О.Импульс нуль-органа 4 в моментвремени с поступает также в устройство управления 7 режимом работыкомпаратора тока, которое вырабатывает сигнал, изменя 1 ощий с помощьюстабилизатора 10 уставку компаратора3 на величину +дЗ. В момент временис (практически он может совпадатьс моментом времени с) в компаратортока 3 введена уставка Э - У, исигнал с основного выхода компаратора (кривые "д") подан на входрегулируемого источника питания 1,что обеспечивает замыкание отрицательной обратной связи по отклонениютока в обмотке электромагнита 2от заданного уровня. К моменту времени с процесс плавного переходана плоский участок поля обычнозаканчивают, и устройство работаетв режиме стабилизации тока электромагнита на уровне Л; -б 3 , формируя1-ю площадку импульса магнитного поля,После окончания 1-го плоского .участка, в момент времени т, по .сигналу извне или другим способомчерез устройство 7 размыкают отрицательную обратную связь, отключаяосновной выход компаратора 3 от регулируемого источника питания 1, и спомощью стабилизатора тока изменяютуставку компаратора с помощью стабилизатора тока 10 изменяют уставкукомпаратора тока на + И. Одновременно начинают плавно увеличивать токэлектромагнита 3 , регулируя напряжение источника 1 и Формируя плавныйпереход с 1-го плоского участка научасток нарастания магнитного поля.При достижении током электромагнита Зц величины уставки 11 -У ++ 62 напряжейие на дополнительномвыходе компаратора тока 3 уменьшается до нуля (момент временикривые "в"). Срабатывает нуль-орган4 (кривые "г") и своим импульсомустанавливает в нулевое состояние фпреобразователь 5 и схему б, а такжевключает блок Фиксации 8 заданногоуровня магнитного поля. В этот жемомент времени 5 или несколькопозже по сигналу извне в блок Фиксации 8 и в компаратор 3 вводят устав"ки н,- ь н и 3;,- ьэ, для Формирования (1 + 1)-го плоского участ"ка импульса магнитного поля. Далеевсе операции, описанные выше, повто"ряются. Такое построение устройства позволяет обеспечить высокую точность регулирования магнитного поля на любом числе плоских участков продолжительностью в единицы и десятки секунд. и точники информации. принятые во вииманйе прн экспертизе