Устройство для формирования магнитного поля в синхротроне Советский патент 1975 года по МПК H05H7/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В СИНХРОТРОНЕ

ше, чем переднего, и эффективность работы

ускорите.ля повышается на 30%.

На фиг. 1 представлена упрощенная

принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 даны графики токов и напряжений на обмотке электромагнита и ;

на одной из двух групп конденсаторов.

Обмотка 1 электромагнита ускорителя с индуктивностью L включена последовательно с обмоткой 2 дросселя насьпдения имеющего также обмотки 3, 4 и 5, в диагональ постоянного тока выпрямительного моста, образованного управляющими венти- .лями, например тиристорами, 6, 7, и включенными последовательно с обмотками 3 и 4 дросселя насыщения неуправляемыми вентилями (диодами) 8 и 9 соответственно. Емкостной элемент образован последова-. тельным соединением двух одинаковых груп конденсаторов 10, 11 емкостью С и Сл

соответственно через дополнительный диод 12 и обмотку 5 дросселя насыщения, причем С о п управляемые

вентили 13 и 14 цепь вентиль 12 - обмот ка 5 дросселя включена в диагональ постоянного тока моста. Вентили 13, 14 и 12 включены согласно с вентилями моста. Управляющие входы вентилей 6, 7, 13 и 14 подключены к синхронным выходам общего блока управления 15, Блок 16 заряда конденсаторов и компенсации активных

, потерь подключен к обкладкам конденсаторов групп 10, 11 (такое включение является лишь конкретным примером; без изменения сущности изобретения зарядное уст- РОЙСТ.ВО и устройство для подпитки контура и компенсации активных потерь могут быть выполнены раздельно и включены другим образом; например, зарядное устройство

может быть разбито на два, каждое из ко-

, торых подключено к своей группе конденсаторов, а устройство для подпитки вклкнчено последовательно в цепь питания обмот ки .1 электромагнита синхротрона).

Устройство работает следующим образом В исходном состоянии конденсаторы заряжены до необходимого напряжения в соответствии с полярностью блока 16, все вентили и обмотка 1 электромагнита обесточены. При пуске в момент времени tn (фиг. 2) подают импульс тока управления J , который после размножения поступает

на управляющие вьшоды вентилей 6, 7, 13, 14. При этом образуется цепь для ре.зонансного разряда групп конденсаторов 10 и 11 через обмотку 2 дросселя на обмотку 1 электромагнита. Резонансная частота . fp определяется выражением|

(/ГС7) Дроссель , насыщается в начале процeccaJэaзpядa конденсаторов при прохождении тока J .На участке i

ток 1,21л EIrt напряжение .

b, Uc, Uc

После разряда конденсаторов напряжение на них начинает менять свой знак так, что к вентилям 8, 9 и 12 прикладывается прямое напряжение. Конденсаторы, снова разряжаются до нуля по цепи обмотка 1 электромагнита - вентиль 8 - обмотка 3 дросселя - группа 10 конденсаторов вентиль 12 - обмотка 5 дросселя - группа 11 конденсаторов - вентиль 9 - обмотка 4 дросселя. При этом дроссель перемагни- чивается, обеспечивая перекоммутацию вентилей и перевод тока с вентилей 6, 7 и 13 в вентили 8, 9 и 12. В результате группы конденсаторов оказываются включенными последовательно и заряд конденсаторов на участке t.-t-, (фиг, 2)

f г

осуществляется по резонансной кривой с частотой УЗ I определяемой выражением - ..

(C,|ICj (21i/ix7) 2fp

Напряжение (J на обмотке 1 электро

U

магнита синхротрона изменяет знак; на конденсаторах напряжение имеет первоначальный знак, а ток меняет направление:

,) )

Таким образом, длительность заднего фронта оказьшается вдвое меньшей, что позволяет увеличить эффективность работы ускорителя.

В MotvCHT времени t ток |1 |г|1р1

спадает до нуля и вентили 8, 9 и 12 за- пираются напряжением. на конденсаторах. Если на заднем фронте Импульса или после окончания импульса поля подать импульс I,., то начинается формирование нового импульса поля. Возможность формирования серии импульсов поля без уменьшения его значения в каждом импульсе до нуля обеспечивается за счет обратной перекоммутации цепей с помощью дросселя насыщения. .Такой режим работы характерен, например, для бустера протонного синхротррна.

Подпитка колебательного контура с целью компенсации активных потерь может быть осуществлена любым известным способом.

Предмет из об р е т е н и я Устройство для формирования магнитного поля в синхротроне, содержащее электромагнит, обмотка возбуждения которого. включена последовательно с первой обмоткой дросселя насьпцения в диагональ постоянн ого тока выпрямительного моста, в два противолежащих плеча которого включены управляемые однооперационные вентили, а в два других включены диоды, последовательно с каждым из которых соответственно включены вторая и третья обмотки дросселя насыщения, емкостной элемент, образованный последовательным соедине:нием двух групп конденсаторов и включенный в диагональ переменного тока этого моста, блок заряда конденсаторов и компенсации активных потерь, блок управления, к гальванически развязанным синхронным выходам которого подключены управляющие входы вентилей моста, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы ускорителя, к диагонада постоянного тока моста через дополнительные управляемые одаоопераци- , онные вентили подслючена цепь из допол- ,

нительной четвертой обмотки щюсселя насыщения и дополнительного диода, с помощью которой также выполнено последовательное соединение групп конденсаторов, при этом дополнительные вентили включены согласовално с основными и их управляющие

входы подключены к выходам схемы управления.

г 3 / V/4 /7 t4 3

Чf6

j

ffue.f

.

-

.1 ..- :--: Vll . ,,-.-, ., 4308O6

,,

,

Фи2.2

л