Устройство для птания электромагнита ускорителя заряженных частиц

Устройство для птания электромагнита ускорителя заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически»

Респубпвок (1t) 4 3-0302 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 023.272 (21) 1852496/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.11.77.Бтоллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 26.11.77 (51} Af. Кл.

Н 05 Н 7/04

Гакрдкротвоккык коатктйт

Оовотк Мкккетров СССР ка дакота квоорвтвикк к открытка (53) УДК

621. 384.6 (088.8) P2) Авторы изобретения

О.А. Гусев и Е.Г. Комар (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА

УСКОРИТЕЛЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

16

Изобретение относится к системам питания ускорителей заряженных частиц, например бетатронов и быстрых синхротронов.

Известно устройство для питания электромагнита ускорителя, содержащее вентильный мост, к диагонали постоянного напряжения которого подсоединен электромагнит ускорителя, а к диагонали переменного напряжения — конденсаторная батарея. За счет искусственной коммутации при помощи нелинейного магнитного элемента (насыщающегося дросселя, обмотки которого включены в цепи соответствующих вентилей) конденсаторная батарея работает в однополярном режиме по напряжению.

Однако при этом длительность заднего фронта импульса магнитного поля ускорителя равна длительности переднего фронта импульса, таким образом, длительность холостого хода ускорителя равна длительности рабочего хода.

Цель изобретения — обеспечить ускоренный вывод. энергии из электромагнита в конденсаторную батарею после достижения максимального значения ма"нитного поля, т.е. уменьшить потери электроэнергии при холостом ходе ускорителя и повысить среднюю интенсивность ускоренных частиц. Особенно эти важно для сильноточных бетатронов и быстрых протонных синхротронов, используемых, например, в качестве бустеров для синхрофазотронов высоких энергий.

Цель достигается путем переключения секций обмоток электромагнита с последовательного соединения на параллельное после окончания рабочего хода ускорителя. Для этого секции обмоток электромагнита подключены последовательно через управляемые вентили, концы первой и промежуточных секций присоединены с помощью неуправляемых вентилей к положительному выводу, а начала первой и промежуточ ных секций соответственно через другую группу вентилей — к отрицательному выводу конденсатора.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — диаграммы напря)кений и токов в характерных точках схемы.

Конденсаторная батарея 1 через вентили 2 выпрямительного моста и допол йительные вентили З разряжается на секции 4 электромагнита. При этом ,цроссель 5 намагничивается до насы430807 щения. Когда вся энергия из конденсаторной батареи перейдет в электромаг нит, напряжение на конденсаторной батарее начинает снова возрастать, но с обратной полярностью. Это напряжение через вентили 6 выпрямительного моста и дополнительные вентили 7, 8 прикладывается к обмоткам дросселя 5, который перемагничивается в другую сторону. 10

После насыщения дросселя 5 токи через вентили 6,7,8 резко возрастают, вентили 2 оказываются под встречным напряжением конденсаторной батареи и запираются. Секции 4 электромагнита через вентили 6,7,8 разряжаются на конденсаторную батарею параллельно, При этом ток через конденсатор изменяет направление, и батарея заряжается с первоначальной полярностью напряжения.

Поскольку при переключении секций электромагнита с последовательного соединения на параллельное собственная частота контура возрастает, то длительность спада магнитного поля меньше дли- 5 тельности его нарастания.

На фиг. 2 приведены диаграммы напряжения Ц, на конденсаторной батарее 1, тока щ электромагнита и потока 1 через конденсатор. 30

Для успешной работы устройства необходимо, чтобы время 1, в течение которого вентили 2, 3 находятся под

Встречным напряжением, было достаточно для восстановления их вентильных свойств. Для тиристоров это время составляет несколько десятков микросекунд.

Поскольку это время много меньше длительности разряда конденсаторной батареи, то величина обратного напряжения на конденсаторной батарее составляет малую часть от прямого.

Формула изобретения

Устройство для питания электромагнита ускорителя заряженных частиц, содержащее вентильный мост, к диагонали постоянного напряжения которого подключена последовательно секционированная обмотка, а к диагонали переменного напряжения моста подключен конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности устройства и средней интенсивности ускоренных частиц, секции обмоток электромагнита подключены последовательно через управляемые вентили, концы первой и промежуточных секций присоединены с помощью чеуправляемых вентилей к положительному выводу, а начала первой и промежуточных секциф соответственно через другую группу вентилей — к отрицательному выводу конденсатора.

430807

Составитель П. домнин

Техред Н.Андрейчук Корректор М. Демчик

Редактор И. Орлова

Филиал ППП Патент, r. Ущгофод, ул. Проектная, 4

Заказ 4242/3 . ТиРаж 1003 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5