Источник питания линейного индукционного ускорителя Советский патент 1988 года по МПК H03K3/53 

10

15

20

11392615

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для питания формующих линий и цепей размагничивания ферромагнитных сердечников линейных индукционных ускорителей (ЛИУ).

Целью изобретения является повышение КПД и упрощение конструкции

На фиг,1 приведена принципиальная схема источника питания и функциональная схема инжекторной части линейного индукционного ускорителя; на фиго2-эпюры токов и напряжений о

Тиристор 1 подключен к зарядной индуктивности 2, Шунтированной коммутирующим тиристором 3 и цепью из датчика 4 окончания импульса тока и коммутирующего конденсатора 5, к которому катодом подключен диод 6, емкостной накопитель 7, к потенциальному вьшоду которого подключен тиристор 8, а параллельно емкостному накопителю включен амплитудный компаратор 9, трансформатор 10 размагничивания, параллельно части первичной обмотки которого включена цепь: диод 11, резистор 12, импульсный трансформатор 13, вторичная обмоткаг которого подключена к общей шине через датчик 14 окончания импульса тока

На фиГо обозначены искровые ка- . налы многоканального разрядника 15, подключенные к эквивалентным емкостям 16 полосковой двойной формирующей линии СДФЛ), ферромагнитные сердечники 17 ЛИУ, разделительные конденсаторы 18, спиральные индуктив- ности 19 размагничивания, корпус 20 ускорителя, электрически соединенный с общей шиной, и фокусирующая катушка 21 „

На фиг о 2 приведены основные эпюры токов и напряжений в источнике питания и ЛИУ: 22 - напряжение емкостного накопителя 7; 23 - ток зарядной индуктивности 2; 24 - напряжение коммутирующего конденсатора 5; 25 - напряжение на емкости полосковой ДФЛ; 26 - ток заряда полоско25

30

35

40

постоянного напряжения, например неуправляемый выпрямитель о

Устройство работает следующим образом

При включении тиристора I начинается заряд емкостного накопителя 7 чере:з зарядную индуктивность 2„ При достижении требуемого напряжения на емкостном накопителе сигналом с амплитудного компаратора включается коммутирующий тиристор 3„ Это соотве ствует моменту времени t (фиг„2). Тиристор 1 включается и отключает источник постоянного напряжения„ 0с- тавш1гйся ток зарядной индуктивности 2 перехватьшается в цепь коммутирующего конденсатора 5 и заряжает его Учитывая, что емкость конденсатора 5 много меньше емкости емкостного накопителя 7, напряжение коммутирующего конденсатора быстро достигает значения напряжения емкостного накопителя 7, открьшается диод 6 и к моменту времени в индуктивности 2 спадает до нуля о В это же время с датчика 4 окончания импульса тока который представляет собой дроссель насьш1ения, подается сигнал на тиристор 8, который подключает емкостной накопитель 7 и коммутирующий конденсатор 5 к трансформатору 10 и импуль ному трансформатору 13о При этом про исходит колебательный заряд емкости 16 полосковой ДФЛ через индуктивность рассеивания импульсного трансформатора и одновременно через транс форматор 10 и спиральные индуктивнос ти 19 осуществляется размагничивание ферромагнитных сердечников 17о В момент времени t., когда энергия из емкостного накопителя 7 передана в емкость 16 полосковой ДФЛ, а ток вторичной обмотки импульсного транс- д5 форматора (он же ток 26 заряда по- лосконой ДФЛ) переходит в нулевое значение, подается импульс с датчика ;4 окончания импульса тока на запуск многоканального разрядника 15 и полосковые ДФЛ подключаются к

вой ДФЛ; 27 - импульс ускоряющего то- виткам намагничивания ферромагнитных

0

5

0

5

0

5

0

постоянного напряжения, например неуправляемый выпрямитель о

Устройство работает следующим образом

При включении тиристора I начинается заряд емкостного накопителя 7 чере:з зарядную индуктивность 2„ При достижении требуемого напряжения на емкостном накопителе сигналом с амплитудного компаратора включается коммутирующий тиристор 3„ Это соответствует моменту времени t (фиг„2). Тиристор 1 включается и отключает источник постоянного напряжения„ 0с- тавш1гйся ток зарядной индуктивности 2 перехватьшается в цепь коммутирующего конденсатора 5 и заряжает его. Учитывая, что емкость конденсатора 5 много меньше емкости емкостного накопителя 7, напряжение коммутирующего конденсатора быстро достигает значения напряжения емкостного накопителя 7, открьшается диод 6 и к моменту времени в индуктивности 2 спадает до нуля о В это же время с датчика 4 окончания импульса тока, который представляет собой дроссель насьш1ения, подается сигнал на тиристор 8, который подключает емкостной накопитель 7 и коммутирующий конденсатор 5 к трансформатору 10 и импульсному трансформатору 13о При этом происходит колебательный заряд емкости 16 полосковой ДФЛ через индуктивность рассеивания импульсного трансформатора и одновременно через трансформатор 10 и спиральные индуктивности 19 осуществляется размагничивание ферромагнитных сердечников 17о В момент времени t., когда энергия из емкостного накопителя 7 передана в емкость 16 полосковой ДФЛ, а ток вторичной обмотки импульсного транс- 5 форматора (он же ток 26 заряда по- лосконой ДФЛ) переходит в нулевое значение, подается импульс с датчика ;4 окончания импульса тока на запуск многоканального разрядника 15 и полосковые ДФЛ подключаются к

Изобретение предназначено для .1 2 питания формирующих линий и цепей размагничивания ферромагнитных сердечников линейных индукционных ускорителей ( ЛИУ ) Источник питания ЛИУ содержит зарядную индуктивность 2, емкостной накопитель 7, импульсный трансформатор 13, трансформатор 10, диоды 6,11, резистор 12, датчик 4 окончания импульса тока, коммутирующий конденсатор 5, тиристор 8, амплитудный компаратор 9с. Трансформатор 10 имеет вывод, предназначенный для подключения к спиральным индуктив- ностям 19 размагнич1шания индукционной системы , и вывод для подключения фокусирующей катушки 21 ЛИУ. Повьшартся КПД ЛИУ, 2 ил. а & (Л

ка в ЛИУ; 28 - ток спиральных индук- тивностей 19; 29 - ток размагничивания импульсного трансформатора 13 В исходном состоянии энергия во всех реактивных элементах источника питания линейного индукционного ускорителя отсутствует, а к входным клеммам источника подключен источник

сердечников 17 В интервале времени t 5 t 4 в катод-анодном промежутке К-А формируется импульс ускоряющего тока в ЛИУ 27.

В интервале времени к первичной обмотке трансформатора 10 прикладывается напряжение емкостного макопителя 7о Под действием ЭДС

вторичной обмотки трансформатора 10 ток в спиральных индуктивностях 19 цепи размагничивания увеличивается до максимального значения. При сраб тьтании многоканального разрядника или несколько раньше, когда напряжение на емкостном накопителе 7 измняет знак, включается диод 11 и через резистор 12 закорачивается часть .первичной обмоткио При этом ампервитки вторичной обмотки трансформатора 10 (ток индуктивностей 19) уравновешиваются ампервитками закороченной части обмотки о В процессе формирования импульса ускоряющего напряжения в катод-анодном промежутке К-А ток индуктивностей 19 увеличивается (интервал времени t4 tj ) , так как спиральные индуктивности через разделительные конденсаторы 18 оказьшаются под действием напряжения К-А промежутка о Начиная с момента времени t5,TOK в индуктивностях 19 и вторичной обмотки трансформатора 10 уравновешивается ампервитками части закороченной первичной обмотки через диод 11 и резистор 12о При этом под действием падения напряжения на резисторе 12 в контуре первичная обмотка трансформатора 10 - первичная обмотка импульсного трансформатора 13 протекает ток 29, который размагничивает сердечник импульсного трансформатора Для создания требуемого тока размагничивания достаточно собственного сопротивления закороченной обмотки трансформатора 10 и диода IK

Аналогично рассмотренному, размещая еще одну обмотку в трансформаторе 10, подключенную одним выводом к корпусу ускорителя, а другим выводом к фокусирующей KaT anjKe 21, в интервале времени можно обеспе- чить необходимые в фокусирующей обмотке ампервитки для фокусирующего магнитного поля. Это целесообразно использовать при небольших значе0

5

5

0

5

0

5

ниях фокусирующих магнитных полей - до 0,2 Тло

Таким образом,предлагаемый источник питания линейного индукционного ускорителя с импульсным трансформатором, снабженный дополнительным трансформатором для питания цепей размагничивания ферромагнитных сердечников и фокусирующей катущки ускорителя, позволяет от одного источника питания осуществлять заряд полосковых формирующих линий, размагничивание фeppoJ laгнитныx сердечников, создание продольного магнитного фокусирующего поля и размагничивание импульсного трансформатора.

Формула изобретения

Источник питания линейного индукционного ускорителя, содержащий зарядную индуктивность, емкостной накопительj коммутирующие приборы в цепи первичной обмотки импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого имеет вывод для подключения к формирующим линиям линейного индукционного ускорителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения конструкции, дополнительно введены трансформатор и цепь из диода и резистора, при этом первичная обмотка дополнительного трансформатора включена параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора и имеет промежуточный вывод, к которому подключена шунтирующая цепь диод - резистор, одна из вторичных обмоток дополнительного ттэансфооматора имеет вывод, предназначенный для подключения к спиральным индуктивностям размагничивания индукционной системы линейного индукционного ускорителя, а другая вторичная обмотка имеет вывод для подключения фокусирующей катушки линейного индукционного ускорителя.

4i