Устройство для формирования периодической кривой тока с плоским участком в электромагните синхротрона

Патент 293562

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ <цюьа

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (6I) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено06.09. 69 (21) 1362482/26-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл..

Н 05 Ь 13/04

Н 05 4 7/04 (32)Приоритет

Гасударственный «сметет

Совета Министров СССР во делам изобретений и от«рытий

Опубликоваио05 09 75 Бюллетень № 33 (53) УДК

621.384. 6(088.8) Дата опубликования описания 26.09.75

I (72) Авторы изобретения

О. А. Гусев и А. Г. Нечаев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ КРИВОЙ

ТОКА С ПЛОСКИМ УЧАСТКОМ В ЭЛЕКТРОМАГНИТЕ СИНХРОТРОНА

Изобретение относится к ускорительной технике.

Известно устройство для формирования ,периодической кривой, тока с плоским участком в электромагните синхротрона, содер- 5 жашее источник постоянного тока, два источника импульсного тока, трансформаторы,реакторы и конденсаторы.

Предлагаемое устройство позволяет формировать в электромагнитах квазипрямоу- 10 гольные периодические кривые тока с плоскими участками малой неравномерности.

Во время периода ускорения частиц в электронных синхротронах напряженность lв направляющего поля магнита вдоль равновесной орбиты должна увеличиваться от нес- кольких десятков эрстед при инжекции частиц в ускоритель до нескольких тысяч эрстед при достижении электронами своей мак- хО симальной энергии. Затем поле должно уменьшаться до своей минимальной величины, и цикл повторяется с частотой 20-60 на з в сек в зависимости от типа синхрот з

Такая циклическая работа обеспечивает-

Г ся с помощью питания обмоток электромаг-, нитов ускорителей переменной составляющей тока синусоидальной формы, которая смешается постоянной составляющей тока. Для литания магнитов электронных синхротронов применяется схема, позволяющая избежать потребления больших величин реактивной мощности от источника переменного тока, в которой индуктивность магнита компенсируется конденсаторной батареей, составлято- шей с индуктивностью магнита резоттансный контур, настроенный на соответствующую частоту.

Такай схема позволяет потреблять от

I источника переменного тока энергию, необ-

1 .ходимую только для компенсации активных потерь, и обеспечивает требуемую скорость нарастания нацравляюшей поля, но не создает всех необходимых условий для вывода электронов из ускорителя.

При синусоидальной форме кривой направляющего магнитного поля возможен только быстрый вывод электронов. Растянутый во времени вывод электронов из ускорителя, 293562

64 К

З(1+ЗК) (1+ 27K)х !

192К (2) (3) который необходим для целого ряда физи: ческих экспериментов, при использовании принятой схемы. выполнить невозможно, так как из-за изменения напряженности направляюшего поля во время вывода будут выводиться частицы с различными .величинами энергий. Это недопустимо при исследовании свойств частиц. Поэтому для осушествления растянутого вывода в кривой напряженности направляюшего поля при максималь- И ном ее значении требуется плоский участок, в котором значение производной поля равно нулю. . Формирование в магните импульсов то-! ка с помошью формируюших схем невозмож-15 но, так как в этом случае требуются коммутируюшие устройства нв 6-20 кв и Ф - 6 ка при частоте коммутации до 60 раз в сек, создание которых черезвычайно сложно.

Предлагаемое устройство при совместной ® работе с источником постоянного тока обеспечивает получение периодической кривой с плоским участком.

На фиг. 1 представлена схема описываемого устройства; на фиг. 2 вЂ” зависимость

25 изменения тока и напряжения от времени; на фиг. 3 вЂ” кривая тока.

Устройство содержит конденсаторные батареи С и С, балластный реактор

1 2 1., 30 импульсные источники Компенсации активных потерь ИКАП и ИКАП; трансформа-! торы Тр и Тр, источник постоянного то-! кв ИПТ, разделительные реакторы L и 35 (3

Устройство работает следуюшим образом. 40

Конденсаторные батареи С и С заря«, 1 2

Ф жвются от импульсных источников активных потерь до напряжений одинаковой величины и разряжаются нв индуктивность магнита, 45 формируя синусоидальный ю цульс тока с плоской вершиной. Величины емкостей С

С и реактора Q рассчитываются по формулам для формируюшего двухполюсникв: где + вЂ” круговая частота первой гармо- ! о нической составляюшей;

К вЂ” коэффициент, определяюший величину третьей гармоники; вЂ” индуктивность магнита. н

Величина К выбирается в зависимости от величины допустимой неравномерности на плоской части кривой и ее длительности.

После формирования импульса одной полярности конденсаторные батареи С и С

1 перезаряжаются до напряжения обратной полярности, а от источников компенсации активных потерь дозаряжвются до напряжеr ния первоначальной величины. При этом напряжения О и О должны быть

1 2 равны по величине (см. фиг. 2).

Так квк конденсаторные батареи без принудительного дозаряда перезаряжаются до разных величин напряжений из-за различных потерь энергии, емкости С и С

1 2 должны. заряжаться от различных источников. При этом величина энергии, потребляемая от каждого источника, должна регулироваться корректируюшим устройством обратной связи, в котором учитываются величина отклонения тока в магните от номинала и величина напряжения соответст вующей емкости.

Подбором величин параметров С и

С можно обеспечить величину неравномер ности плоскрй части периодической кривой с точностью О,5%, поэтому импульсные ис точники компенсации активных потерь долж ны иметь достаточное быстродействие, чтобы компенсировать отклонения тока на плоской части кривой от заданной величины и о6еспечить неравномерность ее не ниже

0iO1%%

В качестве источников компенсации активных потерь могут использоваться раз-личные варианты импульсно-резонансных схем или последовательные инверторы с широтно-импульсной модуляцией.

Предлагаемое устройство может исполь.3 зоваться для получения периодических кривых тока с различным значением производй ной нв разных участках кривой. Такая фор мв кривой может быть получена, если при подсчете параметров по формулам (1-3) соответствуюшим образом подобрать вели- ., чину коэффициента К и порядок дополнительной гармоники, тогда в сумме с йо» стоянной составляюшей предлагаемое устройство даст кривую (см. фиг. 3).

Предмет изобретения

О .

Устройство для формирования периодической кривой тока с плоским участком в электромагните синхротрона, содержашее источник постоянного тока, два источника импульсного тока, трансформаторы, реакторы и конденсаторы, о т л и ч а ю ш ее с я тем,что, с целью обеспечения цастяй чого вывода частиц из синкротрона, электpýìÿÃ÷ëò цойключеннь..и через 1 еакторы к источнику постоянно1 о тока ц:,уптнрован двумя цепочками, рдпа из котор- K сос "онт нз конденсатора н тоансформатора, цодклк 5 ченнэго вторичной обмоткой к импульсному источнику тока, а другая вЂ” из реактора, конденсатора и трансформатора, подключенного вторичной обмоткой к другому импульсному источнику тока.

29/562 тн ф4Д. Я

Состааатозь И.паороа

Редактор А.Капашников Текред 3.тараненко

Корректор Н.Учакина

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Заказ ЯЩ Изд. рд ДЯ Тараи В69 Подкаскоа