Модулятор сингоциклотрона
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е ()533272
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено23.04 74 (21) 2019824/25 с присоединением заявки М (23) П риорнтет— (51)М. Кл.
Н 05 Н 13/00
Н 05 Н 7/02
Ваударстеенный комитет
Опубликовано 07.10.80 Бюллетень No37
Дата опубликования описания 17.10.80
an делам изобретений и открытий (53) УД К621.3.0. . 38.62(088,8) (72) Авторы изобретения
В. А. Алексеев, А. А. Глазов и И. В. Тузов (71) Заявитель (54) МОДУЛЯТОР СИНХРОЦИКЛОТРОНА
Изобретение относится к системам импульсного высокочастотного питания циклических ускорителей и может быть применено, в частности, в сильноточном . синхроциклотроне.
Лдя создания ускоряющего напряжения в синхроциклотроне обычно используется высокочастотный автогенератор, контуром которого является резонансная система, включающая в себя дуантную линию и вариато частоты ).). Импульс оный режим работы автогенератора обеспечивается модулятором, а изменение частоты ускоряющего напряжения осу9 ь ществляется вариатором часто1ы. Применение схемы анодной модуляции напряжения реализует импульсный режим работы высокочастотной системы. В такой схеме форма импульса определяется в основном включенным на выходе анодного выпрямителя фильтром и ключевым элементом с его вспомогательными цепями. Or формы импульса анодного напряжения зависит, в частности, амплитуда высокочастотного напряжения, развиваемая на ускоряющем промежутке в разные моменты цикла ускорения, величина которой должна быть вполне определенной для обеспечения нормального режима ускорения. Поэтому, уменьшение потерь интенсивности пучка в процессе ускорения связано с повышением требований к форме импульса. Эти требования возрастают в сильноточном синхроциклоТроне при увеличении интенсивности пуч-. ка в несколько десятков раз по сравнению с достигнутыми.
Известен модулятор синхроциклотрона, содержащий на выходе выпрямителя -образный индуктивно-е мкостной,4 С фильтр и ключевой элемент, включенный последовательно с нагрузкой в виде автогенератора (2J. В модуляторе испольвуют высоковольтный тиратронный выпрямитель, собранный по трехфазной мо- „ стовой схеме. Ключевой элемент включен в высоковольтную цепь анодного питания между фильтром и автогенератором. В
2 ф имеющий индуктивность 2 и емкость 3.
Нагрузка 4 представляет собой высокочастотный автогенератор с контуром из дуантной линии 5 и вариатора 6 частоты.
Ключевой элемент 7 в виде мощного генераторного триода включен последователь но в высоковольтную цепь анодного питания автогенератора (нагрузки 4). Параллельно нагрузке 4 в емкостную ветвь фильтра включено активнж сопротивление
8. Последовательно с нагрузкой 4 в индуктивную ветвь фильтра тоже включено активное сопротивление 9, Величины сопротивлений 8 и 9 удовлетворяют условию равенства активного сопротивления индуктивной ветви r (с учетом внутреннего сопротивления выпрямителя 1 н активного сопротивления индуктивности 2) и активного сопротивления емкостной ветви "-„, характеристическому сопротивлению фильтра
Д(г=г = ).
Устройство работает следующим образом.
Выпрямитель 1 служит источником высоковольтного анодного питания автогенератора (нагрузки 4}. Г-образный фильтр сглаживает пульсации выпрямленного напряжении. Ключевой элемент 7 подключает анодное питание к нагрузке
4 на время рабочей части цикла модуляции и отключает его на время холо.стого хода вариатора 6 частоты. При наличии анодного питания автогенератор обеспечивает возбуждение высокочастотных колебаний в контуре из дуантной линии 5 и вариатора 6 частоты. В общем случае используемый фильтр с выпрямителем представляет собой комплексное сопротивление.
Le,- ) 1 1 зываются устраненными соответствующие искажения огибающей импульса высокочастотного ускопяющего напряжения и потери интенсивности пучка.
Ф ор мула изобр етeния
Модулятор сиикроциклотрона, содержащий на выходе выпрямителя Г-образный пидуктивио-емкостный фильтр и ключевой элемент, включенный последовательно с
Нагрузкой в виде автогенератора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью
3 53327 качестве ключевого элемента используют мощную электронно-вакуумная лампу. В емкостную ветвь фильтра выпрямителя последовательно с емкостью включено активное сопротивление.
Однако в известном модуляторе имеют место искажения вершины импульса напряжения на нагрузке. Величина искажений зависит от частоты коммутацйи и возрастает при частотах коммутации, gp близких к собственной частоте фильтра.
В процессе экспйуатации синхроциклотрона используют режимы работы с разными частотами модуляции и собственная частота фильтра может оказаться в диапа- 15 зоне частот модуляции. Искажения вершины импульса напряжения анодного питания автогенератора приводит к нестабильности амплитуды ускоряющего напряжения. Искажения формы огибающей высокочастотного 2О напряжения является, в свою очередь, причиной дополнительных потерь интенсивности пучка ускоряемых частиц, что особенно нежелательно в сильноточном синхроциклотроне. 25
Цель изобретения - уменьшение потерь интенсивности пучка ускоряемых частиц путем уменьшения искажений вершины импульса напряжения на нагрузке модулятора.
Это достигается включением последовательно с нагрузкой в индуктивную ветвь и параллельно нагрузке в емкосную ветвь фильтра активных сопротивлений, так что суммарное активное сопро- 35 тивление каждой ветви фильтра равно его характеристическому сопротивлению.
Схема модулятора синхроциклотрона изображена на чертеже.
К выходу высоковольтного выпрямителя 1 подключен Г-образный фильтр, uuLeuucrr„1)(uu Lcrr г>)(шс(г+г1 — (uu Lc q)) аР c (r+r )>+(uu
Прн вьтслненнн условна 1 аеь, а ф солротввленаа, на выхоае фнльтр уна всех еео.тотах является чисто активным и постоянным по величине (X" -l ). С другой стороны, на частотах, сравнимых с частотой модуляции, можно считать, что автогенератор представляет собой для .источника питания тока активную нахрузку, Поэтому импульсный режим работы предлагаемого модулятора аналогичен работе активных цепей в этом режиме, а с учетом постояжтва ЭДС источника 1 импульса напря жения на аноде генератора практически не имеет искаженийе 8 свою очередь ока.
533272
Составитель И. Петров
Редактор Т. -Колодцева Техред М. Петко Корректор С. Шомак
Заказ 8645/71 Тираж 885
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент, г. Ужгщюд, ул. Проектная, 4
5 уменьшения потерь интенсивности пучка ускоренных частиц путем уменьшения искажений вершины импульса напряжения на нагрузке модулятора, последовательно с нагрузкой в индуктивную ветвь фильтра и параллельно нагрузке в емкостную ветвь фильтра включены активные сопротивления так, что суммарное активное сопротивление каждой ветви фильтра равно его характеристическому сопротивлению.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Коррекция амплитудно-частотной характеристики синхроциклотрона на
680 МэВ. Труды Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц.
M., 1868, т.Ц, с. 248;
2. Стабилизированные системы импульсного питания. Труды Всесоюзного
fQ совещания lIo ускорителям заряженных частип М., 1968, т. 1, с. 301