Известны генераторы мощных импульсов тока специальной формы, которые используются для возбуждения управляющих магнитных полей ускорителей одиополярными импульсами. В них для возбуждения электромагнита ускорителя используется прямое коммутирование накопителя через иидуктивность. При этом для получения однополярного импульса треугольной формы необходимо использовать сложное зарядное устройство, так как подзаряд накопителя для компенсации потерь энергии за время импульса тока должен осуществляться при разной его полярности. Для ускорения частиц используется не половина полупериода, а существенно меньшая величина возрастающей части кривой тока (или, соответственно, магнитного поля), равная 70-80°. Остальные 280-290° периода не используются, а протекание тока в контуре в это время сопровождается большими потерями энергии. Предлагаемый генератор отличается от известных тем, что в нем параллельно основным ключевым устройствам через управляемые вентили подключены вспомогательные емкости. Такое использоваиие емкостной коммутации ключевых устройств позволяет снизить активные нотери в цепи питания и упростить конструкцию в целом при прочих равных условиях. При поджиге пары вентилей 1 и 2 предварительно зарял енная от зарядного устройства 3 емкость 4 начинает разряжаться иа индуктивность (электромагнит) 5. Ток в контуре возрастает по синусоиде; при определенном значении тока в контуре 4-5 поджигаются вентили б и 7. В момент разряда емкостей 8 и 9 соответственно на вентили 1 и 2 происходит быстрый перехват тока из вентилей 1 к 2 в вентили 6 и 7. Ток контура протекает через емкости 4, 8, индуктивность 5 и емкость 9. Напряжение на емкостях S и 5 быстро уменьшается до нуля, изменяет знак и возрастает по абсолютной величине. К закрытым вентилям 10 и 11 прикладывается напряжение, равное алгебраической сумме напряжений на емкостях 4, 8 и 4, 9 соответственно. Пробой вентилей 10 и 11 обесточивает вентили б и 7, а ток через основную емкость 4 изменяет направление на противоположное без изменения направления в обмотке электромагнита. Если процесс емкостной коммутации осуществляется при угле 75°, то без снижения энергии ускоряемых частиц можно увеличить частоту повторения импульсов без увеличения потерь в контуре. При постоянной энергии частота повторения увеличивается в 1,5 раза. Величина вспомогательных емкостей 8 и 9 составляет 10% от величины емкости 4. Для сохранения энергии, запасенной емкостями 8 и 9 после коммутании, можно осуществлять их перезаряд через вспомогательные вентиль и индуктивиость. Вентили 6 w 7 должны быть рассчитаны на средний ток, равный 10% от среднего тока вентилей / и 2.
Предмет изобретения
Генератор импульсов тока для иитання обмоток возбуждения циклических ускорителей, нозволяющий формировать в обмотке возбуждения однополярные импульсы тока треугольной формы, отличающийся тем, что, с целью емкостной коммутации ключевых устройств, снижения активных потерь в цепи питания и упрощения коиструкции в целом, параллельно основным ключевым устройствам через управляемые вентили подключены вспомогательные емкости.
