Устройство регулирования магнитного поля

СОЮЗ СОВЕТСКИМСОЦИАЛИСТИЧЕСКИМ Н 7(04 ИОАНМЕ ОРО-ИИф У выпрям ной свя 582/1 8-25(21) 2687 ,(22) 22.1 (46) 23.0 (72) В.м. (53) 621,(56) 1. Гусекачества регул прото нньвыводасовещанчастиц,х синхротрон астиц. Трудь я по ускорите т. Ц,М., Нарское свид ,кл. Н 05 2. Авто( прототип) . ВО РЕГУПИРОВАОЛЯ протонногошее м ногофаз ны йель попил юче нныймотке епектромаг="отрицательной об=а датчика отклоневершине импульсаую через регулятор ГОСУДАРСТВЕКИИЙ КОМИТЕТ ОСИ=ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫП 4";.М. и др, Псвь.ц:енеования магнитного покяов для медпех, ог - .Всесою:г л-олям заряженныхука, 1973,:, 118етепьство СССРН 7/04. 1974(54) (57) УСТРОЙСТ НИЯ МАГНИТНОГО П синхротрона, содержа управляемый выпрямит своими выходами к об нита ускорителя, цепь ратной связи с выход ния значения поля на от заданного, замкнут поля на в ход схе ы управления итети; цэпь отрицательной обратзи с д-.тчика напряжения на обмотке электро;=.гнита, замкнутую черсз регуляторнапри:кения. к выходу которого подключены параллельно вход схемы управлениявыло.=:,1 птепем н усилитель мощности низкой частоты выход которого связан соб,.отпой электромагнита, динамическоезапоминаюшее устройство, подкшоченноена вход рэгупятора напряжения параллельнр пэ.=.мой связи с датчика напряжения, .задаюшее устройство, связанноеодни: из выходов с входом схемы управления выпрямителем, другим - с входомрегулятора поля и третьим - с входомуправпени режимом динамического запоминающего устройства, а входом связанное с датчиком достижения полем заданного зычения,. о т л и ч а ю ш е е с яте.:. чтс, с целью улучшения качестварегулирования магнитного поля, к входудинамического запоминаюшего устройствадополнительно подключен выход упомянутого рег 1,.лятора пол.я.Цзобретение относится к ускоритет 1:=ной технике и может быть испопьзованодпя формирования импупьсов магнитного ПОпя протонного синхротрона,Известно устройство регупироаания 5 4 аГнитнОГО попя, сОДержащ 88 многофаз -- НЬ 1 й УПРаВ 1 тЭЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕПЬ ПОДКПЮ- Пенный своими Вь 1 ХОдами к Оомотке зпРкт ромагн ита; регу пя тор попя, через кОтО"-.ДЬ 11, ЗамкитУта т 18 ПЬ ОТР 1111 атЕПЬНОЙ ООРа.Р-.О ной связи .с ОРкпонению значения маГнитного попя на верщине импупьса от за-.даа ННОГО,"ирои ОПОПОС Ны и рЕГаПЯ ТО" На - "11 О 11 1 ХЕК 11 Я, Ч Е Р 83 КОТ ОР Ы и За Мк Н Т Е 118 П Ьнв,тутре 1 ней отрн 1 Рате ьноя Обратной СВЯЗБ 15по напряткепию на Оомотке эпектромагни=РЗад- ."618 а т ТГОЛ ТВО тЫ ХОЦ РЕГУПЯ, рра напрях,.еналя подкпючен .;-: Вхоа,у схемыУПРаВПЕтаЯ ВЬ 1 ПРЯМИТЕПЕМ И ПаРаППЕПЬНОна Вход усипнтепя мот 1111 оста низкОЙ часто ты, связанного по выходу с обмоткрм.иэпектрОмагнита, Зада 1 ощее устройстВОсдни 14 из Вы ходов подключено на вход;: хемьт фазового управпения выпрями 78 пеми на вход РЭГУПЯтоРа на 1 ТРЯженияа ДРУГИМ=25ВХОД ОегУ 11 ЯТОРа ПОПЯа а ПО ВХОДУтИНХРОНИЗаптти СВЯЗВНО С ДВТЧБКОМ ДОСТИ=аеагтЯ 10 Пт,а Зда ат 100 ЗНВЧРЧИЧ:"С ООЙСТ-. О 11 СПОП; ЗУЕТ"а - ; ДПЯ ООР, Иттоаа:НИЯ Ю;10 ПЬСЕ Мигни.Л 1 ОГО ПОНЯ В КОПЬЦЕ. - .аГ.;К Рст"а 1 ча"Ра Пт .Ртнчт, 1 НхРО.ттоо нов Устройство обеспечивает формированиеимпу 11 ьса магнитнОГО попя с 1 тпоской в 8 рШиной . Г ри этом пепь Ооратнои ОВязипо откпонению магнитного поня замыка-"ется при переходе На ппоский участок1 тмпт.;ъса погя где, замыкается и цепьаи- ,: т уЕЙ 1 Р бра т 1 тей .,-ЯЭИ Пр Паапя,КР 11 т 1 О4 Ообаа Патаваютттттт Оп а,т 1 аа ата 18 Ртчп Сап ий3 ыттОЯМ "181 таото Нааояж 811 няа 118 ДОСРВТКОМустройс 18- явпяется спожность зада 10 ще 7 О уСТООЙСТ":.а, 1 ПЯ УСТОаНЕНИт ВОЭму%6== 1 иИ В ПОПЕ Три ЗаМЫКВНИ 11 11 ОН"гура Виут= ренней обратной связи значение зада 1 още- Г, НИПт 1 Хзн 1 - : ПопаЬаЕМОГО г",а ВХД Ре аПЯ Рсва НатРЗЯЖЕНИтя, ДОПЖНО 1 Ыа".а СС-"- 1-пасова, ато .; Точноаст ю - табипизап 1;н магнит,- ного поня 1;1 = 1 Г с напряжэни 814атб 1 т, л та Х ЭП; 1 атааома Нт 1 та а "007 а,87 С 7- ВУОЩ ттаа ата -, а ННО 1 .У т Наааению 14 а тН 1.;т Нто тт,пя т 1 а т 1 цСта ОМ э СКе 1 П 411 таПЬСИ, Й 3 ТО же Время на в 1 оц схемы 5 праВпения Б на вход ОегпятеО:. 1 аоття доста 7 очно 1 тоц-щ ПЧВаРт., а,тта,-,ааеаа,РПОЯ,а 1 тИР . Тоаа 1 ОГТЬЮа .тт1тС Оса а 8 ТОГО ИЗ За Д РЕ ааЩ аа Оам 8 Р ООВ Э ПР К " Оома ГНита СОСТ ВР Т С " -Вие к 1 81 п". Натт ОЯже нт 814 на О бмо тке и магнитным полем эпектромагнита изменяется,Указан 1 птй недостаток устранен применением цинамического запоминающегоуСтрОйотВа, ЗКПЮЧЕа 1 НОГО МЕжду датЧИКОМнапряжения на обмотке эпектромагнитаИ входом регулятора напряжения парапдельно прямой связи между ними 2.:8 ход управпения режимом работы ди -намич 8 скоГО запоминающеГО устройстВасВязан с Одним из Вы ходоВ задающеГОустройстваа которое переводит его изР 8 ЖП 4 а СттЕЖЕНИЯ В РЕЖИМ ХРаНЕНИЯ ПРИзамыкании внутреннего контура ОбратнойСВЯЗИ ПРИ ЭТОМ НВДОбНОСтЬ Выцани ЗаДаЮЩЕГО НаПРЯЖЕНИЯ На ВХОД СЭГт ПЯтОРВнапряжения Отпадает попностью пибо точность его соответсвия может бь:ть сни=-ж 8 на ДО 10 . Однако; В свЯЗБ с тем,что в момент замыха 1 П 1 я вну: рэннего кон==тура обратной связи ситнапа на выходерегупятора попя не равен нупю, возмущение магнитного полл попност 1 10 пиквидировагь не удается.ЦЕПЬЮ ИЗОбретЕНИЯ яВЛяЕтея ПаоВЬ 1 И 18=ние качества регуписования магнитногопопяСущность изобретения закпючается втомчто к Входу цинами.еского запоми=:наютцего устройства цопопнитепьно подкпючен выход регупятора попя.1 а ЧЭРТЕЖЕ ПРЕДСТВВПЕНа СХЭа ПРЭД=поженного устройства. Управляемый выпрямитепь 1 подкпючен СВОИМ Выходом к Обмотке 2 эпектромаг- нита через сумматор 3. Цепь отрипатепьной обратной связи с выхода датчика 4 откпонения значения поля на вершинеимпульса от заданного значения замкнута На ВХОД 5 СХЕМЫ улраВПЕНИя ВЫГаряМИТЕ- пем 1 через регупятор 6 попя и сумма- тоО 7. Цеп: внтречней Отрицатэпьной обратной связи с выхода датчика напряжения 8 на обмотке эпектрсмагнита замкнута через регупятор 9 ,ипряжения, :.; Выходу которого подкпючен вход усипнтепя 1 О низкой частоты и Вход СУаа 1 матоттаУсн= питепь 10 связан с Обмоткой 2 через су 1414 аатор 8 а вход регупя тор" - связа н допопнитепьно с выходом датчика 8 через динамическое запоминающее уст Оойство 11, Е 1 ыход регупятора 6 подкпючен дс:- попнитепьно к входу регупятора 9 и к В 70 рому Входу запштина 18 щеГО хстройства :1 1. Задающ 88 устОойство 12 связано своим .ВхОдОм с датчик 01 а 1 1 3 досТГже=- ния 1 юпем заданного значения;а выхода=- МИ . С ВХОДВМИ Сумта 1 атора 7 И ВГтРПЯТО72 868 3ра 6 и с вхоцом управпения режимомработы запоминающего устройства 11.Регуляторы 6 и 9, сумматор 7, запоминающее устройство 11 выпопнены накоммутируемых операционных усцпитепяхизвестным образом. Сумматор 7 можетбыть составной частью схемы управпениявыпрямитепя 1. Реализация усипителя 10мощности зависит от схемы сумматора 3,Поспецний может оыть веапизован разпичным образом, например, с помощьюразпелитепьного трансформатора, вкпюченного выходной обмоткой поспедоватепьно с выпрямитепем 1 и обмоткой 2электромагнита ипи цругим путем, обеспечиваюшим передачу сигнала с выходарегупятора 9 на обмотку 2 эпектромагнита в попосе частот от десятков герц додесятков кипогерц. Б качестве датчика 8использован депитепь, Датчик 1 3 достижения попем заданного значения и датчик4 откпонения попя от заданного значенияобычно выпопняются как единое измеритепьное устройство, вкпючаюшее в себядатчик абсопютного значения попя инжекции, дискретный интегратор, подключенныйк выходу измерительной катушки, инцуктивно связанной с магнитным попем ускорителя, цифровую схему сравнения и отдепьный "мецпенный интегратор со своейизмеритепьной катушкой. Задающее устройство 12 представляет собой цифроанапоговый программатор формирующий соответствующее анапоговое задающее напряжение и отдельные синхронизируюшие35импульсы в соответствии с эацаваемойформой импупьса магнитного поля,Устройство работает спецуюшим образом.В паузе между импупьсами задающее40устройство 12 вырабатывает сюнапы,обеспечивающие размыкание внутреннейи внешней обратных связей с занупениемвыходов регупяторов 6 и 9 и снятие импульсов управления выпрямитепем 1.Пусковым импупьсом в устройстве 1245вырабатывается напряжение, поступающеечерез сумматор 7 на вход схемы фазового управления 5 и открывающее выпрямитепь с углом регулирования 0 на времяфронта импупьса магнитного попя. В нача пе фронта, при постижении попем уровняинжекции запускается дискретный интегратор аатчика 13. При цостижении попем значения Н 1, меньшего заданногоцп вершины Но на постоянную вепачвну , импупьсом с выхода аатчика 13устройство 12 изменяет эацаюшее иапряжение, снижая через схему фазового управнения значение выпрямценного напряженця в соответствии с программой. Скорость нарастания попя соответственноуменьшается и прц значении поля 11, ==Н -11 гце А =сап 1 сл датчик13 вырабатывает второй импульс, покоторому вкпю иется в работу цатчик отклонения 4 ц регулятор 6, на вхоц которого устройство 1 2 подает корректируюшцй задаюшцй сигнал, обеспечиваюшийнарастание попя до значения Но беэ перерегупированця прц замкнутом контуреотрицательной обратной связи по откпонению попя, 11 лпупьсом, задержанным поотношению к Н на время окоцо 10 мс,достаточным дгя достижения попем значения Н с заданной точностью, устрой- .ство 12 перевоцит запоминающее устройство 11 из режима спежения в режимхранения и замыкает цепь внутреннейотрццатепьной обратной связи по напряжению на обмотке эпектромагнита 2 черезрегулятор 9. Суммарный сигнап на входерегупятора 9 в момент замыкания равеннупю с точностью работы устройства 11в режиме спеженця, так как напряжениес выходов датчиков 8 и регутатора 6,поступаюшее непосредственно на входрегулятора 9, компенсируются выходнымнапряжением устройства 11 отспеживавшего это же напряжение, Таким образомзамыкание цепи внутренней обратной связи произвоццтся при нулевых начапьныхусловиях дпя отклонений, что искпючаетпереходный процесс и возникновение цинамического возмущения в магнитном попе. Сцгнап обратной связи с выхоца регулятора 9 распределяется по двум кацапам: постоянная составпяюшая ц составпяюшце с частотой ниже 50-100 Гцпоступают на вход 5 системы фазовогоуправце ния, составляющие с частотойвыше 50-100 Гц - на вход усипитепя10 и через сумматор 3 в цепь питанияэпектромагнита, обеспечивая сгпаживаниепупьсаций выпрямпенного напряжения навершине импупьса. На спаце цепи обратны х связей размыкаются и управ пенневыпрямителем 1 произвоцится топько эадаюшим напряжением с устройства 12,которое переводит выпрямитель в инверторный режим, снимает импупьсы управпения выпрямителем после спада токавозбуждения обмотки 2 электромагнитаи подготавливает все устройство в цепомк формированию следующего импульсамагнитного попя,Регупятор 6 может быть объединен сфмедпеннымф интегратором датчика 4, через который может быть осуществпена также и связь соответствующего выхода устройства 1 2 с регулятором 6.Устройство проверено на протонном синхротроне ИТЗФ. Резупьтаты испытаний показапи, что имевшиеся в попе возмущения вепичиной 3-5 Э и дпитепьностью несконько мили секунд умею шаются по амппитуде при 5 меоно в 70 раз.З 6611(З тира 845 Пещ ню ВНИИПИ 1 Ъсударственного комитета СССР по депам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская-наб., д, 4/5 Фипиап ППП Патент, ,г. Ужгород, уп. Проектная, 4