УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ КРИВОЙ ТОКА С ПЛОСКИМ УЧАСТКОМ В ЭЛЕКТРОМАГНИТЕ СИНХРОТРОНА Изобретение относится к ускорительной технике. Известно устройство для формирования .периодической кривой, тока с плоским участком в электромагните синхротрона, содержащее источник постоянного тока, два исто ника импульсного тока, трансформаторы, реакторы и конденсаторы. Предлагаемое устройство позволяет формировать в электромагнитах квазипр5шоугольные периодические кривые тока с плоскими участками малой неравномерности. Во время периода ускорения частиц в электронных синхротронах напряженность направляющего поля магнита вдоль равновесной орбиты должна увеличиваться от нес кольких десятков эрстед при инжекдии частиц в ускоритель до нескольких тьюяч эрстед при достижении электронами своей макснмальной энергии. Затем поле должно уменьшаться до своей минимальной величины, и цикл повторяется с частотой 2О-6О раз в сек в зависимости от типа синхрот.рона. Такая циклическая работа обеспечивается с помощью питания обмоток электромаг- нитов ускорителей переменной составляющей тока синусоидальной формы, которая смещается постоянной составляющей тока. Для питания магнитов электронных синхротронов применяется схема, позволяющая избежать потребления больщих величин реактивной мощности от источника переменного тока, в которой индуктивность магнита компенсируется конденсаторной батареей, составляющей с индуктивностью магнита резонансный контур, настроенный на соответствующую частоту. Такая схема позволяет потреблять от | источника переменного тока энергию, необходнмую только для компенсации активных ( потерь, и обеспечивает требуемую скорость нарастания направляющей поля, но не создает всех необходимых условий для вывода электронов из ускорителя. При синусоидальной форме кривой направ ляющего магнитного поля возможен только быстрый вывод электронов. Растянутый во который необходим для целого ряда физических экспериментов, при использовании принятой схемы, вылолнить невозможно, так как из-за изменения напряженности направляющего поля во время вьшода будут выводиться частицы с различными . величинами энергий. Это недопустимо при исследовании свойств частиц. Поэтому для осуществления растянутого вьшода в кривой напряженности направляющего поля при максимальном ее значении требуется плоский участок, в котором значение производной поля равно нулю. формирование в магните импульсов то1ка с помощью формирующих схем невозмож но, так как в этом случае требуются комму тирующие устройства на 6-20 кв и 4 - 6 ка при частоте коммутации до 60 раз в сек, создание которых чрезвычайно сложно Предлагаемое устройство при совместно работе с источником постоянного тока обес печивает получение периодической кривой с плоским участком. На фиг. 1 представлена схема описывае мого устройства; на фиг. 2 - зависимость изменения тока и напряжения от времени; на фиг. 3 - кривая тока. Устройство содержит конденсаторные батареи С и С , балластный реактор L импульсные источники Компенсации активи ИКАП„, трансформаных потерь ИКАП. i торы Тр и Тр, источник постоянного тока ИПТ, разделительные реакторы У ... -I Устройство работает следующим обра эом. 1 Конденсаторные батареи С и С заряжаются от импульсных источников активных потерь до напряжений одинаковой величинь и разряжаются на индуктивность магнита, формируя синусоидальный импульс тока с плоской вершиной. Величины емкостей С , Си реактора 1, рассчитываются по фор мулам для формирующего двухполюсника: (HAiLv л V И-27К / ООлЬн to - круговая частота первой гармо- нической составляющей; К - коэффициент, определяющий величину третьей гармоники; L - индуктивность магнита, н Величина К выбирается в зависимости от величины допустимой неравномерности на плоской части кривой и ее длительности. После формирования импульса одной полярности конденсаторные батареи С и С перезаряжаются до напряжения обратной полярности, а от источников компенсации активных потерь дозаряжаются до напряже ния первоначальной величины. При этом напряжения U и (J должны быть Ч2 равны по величине (см. фиг. 2). Так как конденсаторные батареи без принудительного дозаряда перезаряжаются до разных величин напряжений иэ-за различных потерь энергии, емкости С и С должны заряжаться от различных источников. При этом величина энергии, потребляемая от каждого источника, должна регулироваться корректирующим устройством обратной связи, в котором учитываются величина отклонения тока в магните от ноMiiHana , и величина напряжения соответствующей емкости. Подбором величин параметров С и С„ можно обеспечить величину неравномерности плоскрй части периодической кривой с точностью о,5%, поэтому импульсные исгточники компенсации активных потерь доля. ны иметь дocVaтoчнoe быстродействие, чтобы компенси{)овать отклонения тока на пдос- крй части кривой от заданной величины и oe icneHHTb неравномерность ее не ниже | О,01%%I В качестве источников компенсации активных потерь могут использоваться различные варианты импульсно-резонансных схем или последовательные инверторы с широтно-импульсной модуляцией. Предлагаемое устройство может использоваться для получения периодических кривых тока с различным значением гфоизводной на разных участках кривой. Такая фор ма кривой может быть получена, если при подсчете параметров по формулам (1-3) соот ветствующим образом подобрать вели- , чину коэффициента К и порядок дополнительной гармоники, тогда в сумме с постоянной составляющей предлагаемое устПредмет изобретения
yt Устройство для формирования перподнческой кривой тока с плоским участком в электромагните синхротрона, содержащее источник постоянного тока, два источника импульсного тока , трансформаторы, реакторы и конденсаторы, отличающееся тем,что, с целью обеспечения растяутого въгоода частиц из ciiiixpoTpoHa, .
ромагниг, подключенный через реакторы к источнику постоянного тока, шунтирован цепочками, одна кз которьтх состоит из конденсатора и трансформатора, подключенного вторичной обмоткой к импульсному источнику тока, а другая - из реактора, ко1щенсатора и трансформатора, подкпючеи- ного вторичной обмоткой к другому и,шу.т:ь- сному источнику тока.
