Импульсная система линейного индукционного ускорителя

Импульсная система линейного индукционного ускорителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО УСКОРИТЕЛЯ, состоящая из накопителя, коммутатора тока, корректора, передающих кабелей и включенной последовательно с нагрузкой нелинейной коаксиальной Линии, заполненной магнитомягким материалом 'с прямоугольной петлей гистерезиса и_подмагничиваемрй током, о т л и - ~' /^'I'f'^^/

® СОК 1} @

ИМТУ, 1 у;,(,, л "4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ -"о н. !,,, „SU„„4065 (51)4 Н 05 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2637371/18-25 (22) 03.07.18 (46) 23.12.86.. Нюл. № 47 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Г.В.Долбилов и А.А.Фатеев (53) 621,384.6(088.8) (56) А;И.Анацкий и др. Линейный индукционный ускоритель. Атомная энергия, вып. 6, 1966, 439.

Кристофилас и др. Сильноточный линейный индукционный ускоритель электронов, ПНИ ¹ 7, 1964, 105.

Авторское свидетельство СССР № 314333, кл. Н 05 Н 11/00, 1973. (54) (57) ИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО УСКОРИТЕЛЯ. состоящая из накопителя, коммутатора тока, корректора, передающих кабелей и включеннои последовательно с нагрузкой нелинейной коаксиальной линии, заполненной магнитомягким материалом, с прямоугольной петлей гистереэиса и подмагничиваемой током, о т л и—,.ч а ю щ а я с я TOM что,с целью увеличения мощности и стабильности системы при формировании прямоугольных наносекундных импульсов напряжения

1 на ускоряющих элементах (индукторах) !

ЛИУ, в схему импульсной системы индукционного ускорителя дополнительно введены индуктивный дроссель,емкостный накопитель с распределенными параметрами, состоящий из разомкнутых на концах линейных линий, и нелинейное формирующее устройствб, состоящее из параллельно соединенных корректирующей емкостй и нелиней ного дросселя выполненного на ферроt О магнитном сердечнике с прямоуголь- g ной петлей гистерезиса, причем индуктивный дроссель включен последовательно с коммутатором, емкостный накопитель с распределенными параметрами включен между нелинейной:лини- O ей и нагрузкой, а нелинейное формирующее устройство подсоединено параллельно к нелинейным линиям со стороны коммутатора. !

2 гистереэиса, причем индуктивный дроссель включен последовательно с коммутатором, емкостный накопитель с распределенными параметрами включен между нелинейной линией и нагрузкой, а нелинейное формирующее устройство подсоединено параллельно к нелинейным линиям со стороны коммутатора, Наличие новых элементов в схеме, их взаимное расположение и расположение источника корректирующего тока позволяют формировать высоковольтные импульсы прямоугольной формы с величиной тока в нагрузке, превышающей величину тока, протекающего через коммутатор.

724065

Целью изобретения является увеличение мощности и стабильности системы при формировании прямоугольных наносекундных импульоов напряжения 45 на ускоряющих элементах (индукторах)

Л ИУ.

Поставленная цель достигается тем, что в схему импульсной системы индукдионного ускорителя дополнительно . 5p введены индуктивный дроссель, емкостный накопитель с распределенными параметрами, состоящий из разомкнутых на концах линейных линий и нелинейное формирующее устройство, состоящее 55 из параллельно соединенных корректирующей емкости и нелинейного дроссеЛя, выполненного на ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей

Изобретение относится к ускорительнои технике и может быть использовано в линейных индукционных ускорителях.

Известные импульсные системы линейного индукционного ускорителя, состоящие из накопителя (искусственной формирующей линии), коммутатора (водный тиратрон) и передающих кабелей.

Недостатками данных систем являются: большая длительность фронта импульса ускоряющего напряжения определяУ

15 емая коммутационными характеристиками тиратрона;. малая мощность, определяемая рабочими напряжением и током коммутатора.

В качестве прототипа рассмотрим импульсную систему линейного индукционного ускорителя, состоящую из накопителя, коммутатора тока, корректора, передающих кабелей и включенной последовательно с нагрузкой нелинейной коаксиальной линии, заполненной магнитомягким материалом с прямоугольной петлей гистерезиса и подмагничиваемой током. Такая система позволяет формировать импульс ускоряющего напряжения с коротким фронтом (5 нс).

Недостатками данной системы являютс я: малая мощность, определяемая рабочим напряжением и током коммутатора; . малая надежность и стабильность при работе с токами в нагрузке, близкими к предельным токам коммутатора.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемой системы, где приняты следующие обозначения: 1 — коммутирующее устройство, например тиратрон; 2 — накопитель, состоящий иэ одного или нескольких конденсаторов; 3 — индуктивный дроссель; 4 нелинейная линия, состоящая из нескольких параллельно соединенных по входу коаксиальных линий, заполненных ферромагнитным материалом с прямоугольной петлей гистерезиса; 5— нелинейное формирующее устройство, представляющее собой параллельное соединение конденсатора (или системы параллельных конденсаторов) и нелинейного дросселя, выполненного на ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса; б — ем- костный накопитель, представляющий собой систему линейных линий, ра-. зомкнутых на концах; 7 — источник корректирующего тока с большим внутренним сопротивлением в рабочем диапазоне длительностей импульсов;

8 — источник тока, создающий размагничивающее поле в сердечнике индуктора; 9 — нелинейная нагрузка, представляющая собой систему индукторов

ЛИУ, нагруженных пучком.

Коммутирующее устройство 1, индуктивный дроссель 3, нелинейные 4 и линейные 6 линии и нелинейная нагрузка 9 образуют последовательную цепь разряда накопителя 2. Параллельно нелинейной линии 4 со стороны коммутатора подключено нелинейное формирующее устройство 5. Со стороны нагрузки к линии подключен источник

7 корректирующего тока. Источник 8 раэмагничивающего тока подключен не .Редактор О.Кузнецова Техред М.Ходанич Корректор M.Демчик

Заказ 6979/3 Тирах 765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 72406 посредственно к нелинейной нагрузке 9.

Импульсная система работает следующим образом. В исходном состоянии нелинейные линии 4 и нагрузка 9находятся в замагниченном состоянии, а нелинейный дроссель формирующего устройства 5 размагничен.Перевод нелинейных устройств в исходное состояние осуществляется источ- 10 никами 7 и 8.

При срабатывании коммутатора происходит разряд накопителя 2. Поскольку сердечники индукторов нагрузки 9 замагничены, выделения энергии в 15 нагрузке при разряде накопителя не происходит, и энергия, запасенная в накопительном устройстве 2, резонансным образом перекачивается в нели: нейные линии 4, находящиеся в за- 20 магниченном состоянии, и линейные линии накопительного устройства 6.

В момент времени, когда запасенная в устройствах 4 и 6 энергия достигает своего максимального значения, нелинейный дроссель формирующего устройства 5 насыщается H благодаря корректирующим емкостям устройства 5 на входе нелинейных линий формируется перепад тока, для которого линия, 30 оказывается в ненасыщенном состоянии, ччто приводит к образованию ударной электромагнитной волны и

4 формированию переднего фронта импульса на нагрузке.

Нелинейные элементы линий 4, нагрузки 9, формирующего устройства 5 и параметры линейных линий накопителя 6 подобраны так, что на нагрузке формируется прямоугольный импульс напряжения и вся энергия, накопленная в линиях 4 и 6, за исключением резистивных потерь и потерь на перемагничивание нелинейных элементов, выделяется в нагрузке. Коррекция плоской части импульса осуществляется регулировкой тока источников 7 и 8.

Параметры дросселя 3 подбираются с учетом параэитйых индуктивностей схемы, которые участвуют в резонанI сной перекачке энергии.

Система изготовлена и испытана.

Нагрузкой являлись 12 индукторов

ЛИУ, работающих на эквивалент Ьучка-.

В качестве коммутирующего элемента использовался один тиратрон ТГИ

1-2500/50. По сравнению с импульсной системой линейного индукционного ускорителя СИЛУНД испытанная система обеспечивает в б раэ большую мощность в нагрузке в расчете на коммутирующий элемент и обладает в 3 раза большим КПД.