Источник питания электромагнита протонного синхротрона

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 19 би Н 08 Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ЕЛЬСТВ УС АВТОРС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Труды Ц Всесоюзного совещааипо ускоритепям заряженных частиц, т. ц,Гусев О.А. и др., М., Наука, 1973,.с, 118.2. 8 ауагд О. а поцче 11 а а 11 аепаф оп де 1 фа Мапо до упсЬгойгоп аргойом до СЕйй, гор СММ. 21-20) 1971.1(54)(87) ИСТОЧНИК ПИТАЙИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПРОТОННОГО СИНХРО.ТРОНА, содержащий Ф -фазный тиристор: ный выпрямитепь, вкпюченный помостовой схеме, одноканапьную систему фазового управпения выпрямитепем с помощьюсдвоенных импульсов управпениясдвинутых на угоп 23 /Щ частоты напряжения питающей сети, подстроечные бпоки задержки и формирователи, включенные по;спеаоватепьно в каждом из канапов связи ;выходов распределитепя устройства фазового управпения с управпяющими эпектродами тиристоров соответствующего ппеча выпрямитепя, о т и и ч а ю щ и й с я "тем, что, с цепью повышения экономичности, параппепьно входу каждого из блоков задержки подключен вход соответствующей схемы И, выход которой вместе с выходом бпока задержки подключены через . схему ИЛИна вход второй схемы Й, выход которой связан с формироватепем, выход которого допопнитепьно через вто- Я рой формирователь подкпючен к инверсному входу второй схемы И, вторые входы первых схем И соединены параппепьно ичерез формироватепь пускового сигнапа Сподкпючены к входу синхронизации.1 73814Изобретение относится к эпектротех ническому оборудова нию ускорителей заряженных частиц и может быть исполь- зовано дпя питания электромагнита про тонного синхротрона. 5Известны источники питания копьцевых эпектромагнитов протонных синхротронов на энергию в десятки мегаэлектронвопьт при токе 2,5-12 кА в импупьсе и максимальном значении выпрямпенного напра женил порядка 10 мВ, содержащие управляемый многофазный выпрямитель, вкпю чающий в себя трехфазную мостовую схему, схему фазового управпения и фильтр пульсаций, включенный поспедова тельно с нагрузкой 1.Б этих источйиках пйтания экономичность фипьтра в значитепьной степени опредепяется уровнем субгармонических составпяющих пупьсаций выпрямпенного напряжения, вызванных несимметрией в силовых цепях источника питания, Укаэанная несимметрия в силовых цепях источника компенсируется с помощью бпоков задержки, цопопнитепьно введенных между схемой фазового управпения и управляющими электродами вентилей.Из известных источников литания наиболее бпиэким по технической сущностиЗО к предпагаемому явпяется источник питания электромагнита протонного синхротрона, в котором компенсация несимметрии силовых цепей (несимметрии ЭДС и реактансов трехфазной системы) произведена с помощью бпоков индивидуапьно регупируемой задержки импульсов управ- пения в каналах связи распредепитепей. с управляющими эпектродами вентипей соответствующих плечей мостовой схемы 2 . Задержка импупьсов достигает не.- "ф скопьких электрических градусов часто- ты питающего напряжения 50 Гц,Недостаток этого устройства закпючается в том, что при введении индивидуапы. ных задержек в канапы свюи импупьсы управпения приходится расширять до значения максимальной разницы задержек между соответствующими плечами катодной и анодной групп мостовой схемы выпрямпения, так как дпя ее вкпючения необходимо одновременное открытие соответствующих ппеч в каждой из групп. М аксимапьная разница задержек достигает 200 мкс. Б резупьтате в несколько раэ увепичивается мощность и габариты 55 бпоков управпения, установпенных в непосредственной бпизости от сиповых тиристоров на высоком потенцийпее Б то же время дпя поджига мощного тиристо. ра достаточно импупьса с крутизной фронта порядка 0,5-1,0 мкс, длительностью по вершине несколько микросекунц и ппощадкой на спаде длительностью окоо 100 мкс на уровне примерно 0,3 от амплитуды импупьса.Цепью изобретения явпяется повышение экономичности источника питания.Укаэанная цель достигается тем, что в источнике питания эпектромагнита изотопного синхротрона,соцержащем Ф -ЬЗ ный тиристорный выпрямитель, вкпюченный по мостовой схеме, одноканапьную систему фазового управпенйя выпрямитепем, с помощью сдвоенных импупьсов управления, сдвинутых наугоп 29 /в частоты напряжения питающей сети, подстроечные блоки задержки и формироватепи, включенные поспедовательно в каждом из канапов связи выходов распрецепитепя устройства фазового управпения с управпяющими эпектродами тиристоров соответствующего плеча выпрямитепя, паралпеьно входукаждого иэ блоков задержки подкпючен вход соответствующей схемы И, выход которой вместе с выходом блока за-. держки подключены через схему ИЛИ на вход второй схемы И,выход которой связан с формироватепем, выход которого до,цопнитецьно через. второй формироватепь подключен к инверсному входу второй схемы И, вторые входы первых схем.И соединены параппепьно и через формироватепь пускового сигнала подключены к входу синхронизации.Таким образом путем включения допопнитепьных погических схем в каналы связей распределителя устройства фазового управления с управляющими эпектродами тиристоров обеспечивается прохождение первого импупьса управпения припуске выпрямитепя без задержек в каждомиэ упомянутых канапов связи. Причемвходы синхронизации работы кацапов связи соединены с общим входом синхронизации запуска источника.На чертеже показана упрощенная схема возможной реапизации источника питания,представпены основные функциона пьные узлы и связи межцу ними,Тиристорные блоки 1,26 соединены в мостовую схему выпрямпения.и подкпючены на стороне постоянного тока через фипьтр пупьсаций 7 к обмотке копьцевого электромагнита ускоритепя 8, а на стовоне переменного тока к трехфазной системе переменного напряжения 9. Каждый из бпоков 1,2, 6 вкпючает в себя Йпоспедоватепьно включенны х тиристоров10-1,.;.,10- М с бпоками управления11-1, , 11- Й соответственно, Входкаждого иэ блоков управления 11 черезтрансформаторы соответственно 12-1,,512-. Я, в качествепервичной обмоткикоторых использован один иэ шести кабелей 13, подключен к выходу соответствующего блока формирования 14-1,,14-6. Входы 15 блоков 14 соединены 10параллепьно и подключены через общий.формироватепь 16 к пусковому входу 17.Входы 18 блоков 14 подкпючены к соозветствующим выходам распределителяустройства 3.9 фазового управления, один 15из входов которого связан с входом 17,а другой - с входом 20 для аналоговогосигнапа управления, В каждом из блоковформирования 14 вход 18 связан с выходом блока через цепь, образованную щпоследовательным включением подстроечного бпока задержки 21, погическогоапемента ИЛИ 22, погического айементаИ 23 и формирователя 24, выход которого допопнительно подключенчерез формироватепь 25 на инверсный вход апемен.та И 23. Вход 15 подкпючен к второмувходу апемента ИЛИ 22 через погический апемент И 26, второй вход которогоподключен к входу 18. Накопительныйконденсатор 27 подключен через выпрямитель 28 и зарядный резистор 29 паралпепьно силовым выводам и через раз- .рядный тиристор 30 к управляющему выводу тиристора 10-3.,Устройство фазового управления 19 выполнено по одноканапьной схеме и вклю чает в себя фаэосдвигающее устройство,преобразующее аналоговый сигнап управления в сдвиг фазы генерируемой серииимпульсов управления, и распределитепьатих импульсов между соответствующимивыходами. Формироватепи 16, 24,.25 выпопняются по известным схемам, обеспечивающим соответствующую форму выход ф 5ного импульса, Бпоки задержек 21 и логические схемы 22,23,26 могут бытьреализованы, например, на дискретныхинтеграпьеюх схемах. Блоки уцравпения11 могут быть выпопнены любым другим 50образом, обеспечивающим формированиеузких импупьсов управпения тиристорамис высокой крутизной фронта и достаточной амплитудой. Фипьтр пупьсаций 7. может Бкпючать в себя пассивные и активаде апементы,Работа источника происходит спедующим образом. 46 4В паузе между импульсами магнитного попя выпрямитепь закрыт, импульсы управпения устройством, фазового управления 19 не выдаются, Конденсаторы 27 в блоках управпения 13. заряжены через резисторы 29 и выпрямитепи 28 анодным напряжением, припоженным к тиристорам, Пусковойимпульс синхронизации включенйя источника подают на вход 17 и через формирователь 16 - на входы 15 бпоков 14 формирования, На один из входов уст ройства 19 управпения допжен быть подан аналоговый сигнал управления источником Оп через вход 20 в соответствии с заданным программой значением выпрямленного напряжения источника. Длительность импупьса с вы хода формирователя 16 допжна быть не менее 29 /й частоты питающей сети, где Щ - чиспо фаэ выпрямитепя, равное 6 в рассматриваемой схеме. Этого времени достаточно, чтобы фазосдвигающее устройство 19 выработапо первый импупьс управпения, который через распределитель поступит в одну из пар каналов связи с управляющимивыводами тиристоров бпоков 1,3,5 ка-тодной группы и блоков 4,6,2 аноднойгруппы соответственно, например, с бпоками 1,2 через блоки формирования 14-1,14,-2, В последних импульс с входов18 через схемы И 26, подготовненныеимпульсом по входам 15, поступают на вход схем ИЛИ 22 и далее через схемыИ 23, на инверсном входе которых нупевой сигнап запускает формирователь24, С блоков 14-1, 14-2 импупьс покабецьнтрансформаторной связи поступает на входы бпоков управления12-112- И тиристорных бпоков 1,2.При атом открываются тиристоры 28 и конденсаторы 27 одновременно раэряжаются на управняющие выводы тириоторов 10-1,.;., 10- М блоков 1,2, Приатом открываются одновременно силовые тиристорй бпоков 1,2 и создается цепь ,для пропускания тока в нагрузку, которой является фипьтр 7.и обмотка кольцевого апектромагнита 8. Импупьс, задержанныйблоками 21, не проходит через схемы И 23, так.как импупьс с выхода форма. роватепей 24 поступает допопнитепьно на инверсный вход схем И 23 через формироватепи 25, обеспечивающие за;прет на время, бопьшее значения максимальной задержки в бпоках 21. Аналогичным образом попарно происходит работа .:остальных бпоков управпения, если распредепитель выдаст первую пару импульссов на другую пару своих выходов, После738146 ВНИИПИ аз 6611/ сн ППП окончания выходного импульса формирователя 16 импульсы с распределителя устройства поступают на вход схем ИЛИ 22только через блоки задержки 21, таккак на втором входе схем И 26 нулевойсигнал. Токовая цепь в силовой цепи источника при этом замыкается через соответствующий блок открытых тиристоровдругой группы выпрямителя. Конденсаторы 27 заряжаются в промежутках време1 ни между открытием тиристоров соответ"ствующего блока. Таким образом, обеспечивается управление выпрямителем спомощью сдвоенных узких импульсов и5 . минимизация субгармонических составля-,ющих пульсаций магнитного поля протонного синхротрона индивидуальной регули- ,ровкой задержек импульсов управлениятиристорами каждого из плеч выпрямите 1 О ля,