Магнитная система индукционного ускорителя Советский патент 1983 года по МПК H05H7/04 

Иэобретеиив относится к ускорительной технике и предназначено для ускорения электронов вихревым электрическим полем. Известны системы питания индукционных ускорителей заряженных частнц, содержащие магнитопровод и обмотку возбуждения, подключенную к источнику питанияflj. Недостатком такой системы.являет ся незначительная величина индукции магнитного поля в магнитопроводе. Известна также магнитная система индукционного ускорителя электронов содержащая магнитопровод, обмотки возбуждения и подмагничивания, подключенные к системе питанияС21. Причем подмагничивание магнитопровода электромагнита осуществляется постоянным током с амплитудным значением, примерно равным амплитуд ному значению переменной составляющей тока, и возбуждение электромагнита рсуществляется синусоидальным током, изменяющимся по закону m 1 ° |1Д® Рэвно отношению (Эд/Оfp)амплитуд постоянной и переме составляющих. Такая схема возбуждения электромагнита не приводит к.увеличению размаха индукции в стали электромаг нита в процессе ускорения частиц,та как значение индукции изменяется примерно от нуля до максимально допустимой, но приводит к снижению энергии, необходимой для создания переменного магнитного потока, за счет использования части энергии, .запасенной в развязывающем реакторе j При этом система питания выпол; нена таким обрЪзом, что за счет отставания фазы изменения магнитног потока в центральном сердечнике воз можно увеличение размаха индукции от некоторого отрицательного значения до положительного допустимого значения индукции, но при этом обра ный магнитопровод не перемагничивается от отрицательного значения индукции до допустимого пoлoжитeльнoг значения в процессе ускорения части Целью изобретения является повышение эффективности магнитной системы и, как следствие, увеличение к нечной энергии ускоряемых частиц за счет увеличения размаха индукции в магнитопроводе ускорителя, либо уме шенйе веса электромагнита при одинаковой конечной энергии ускоряемых частиц по сравнению с известными ранее системами индукционного Ускорения. Эта.цель достигается тем, что на сплошном центральном сердечнике без воздушных зазоров уложена обмот 1ка, которая через индуктивность подключена к источнику постоянного .тока. На фиг. 1 и 2 показаны схемы нитной систе№1 и ее питания;иа фиг. 3 - эпюры изменения магнитных . nbtOKOB токов и напряжений в схеме. На сплошном электромагните 1 уложены обмотки 2 и 3 возбуждения и подмагничивания соответственнд, а вакуумная камеры 4 изображена схематично. Обмотки 2 возбуждения подсоединены к емкостному накопителю 5 через коммутирующее устройство 6.Обмотка 3 подмагничивания через индуктивность 7 подключена к источнику 8 постоянного тока, а источник зашунтирован диодом 9. Изменение магнитного потока (индукции) в области вакуумной, камеры 4, показано кривой 10, изменение магнитного потока (инду1 ции) в стеши .электромагн.ита - кривой 11. .Ампер-, витки обмоток 2 возбуждения покаэаны кривой 12, ампер-витки обмотки 3 . подмагннчивания - кривой 13, Напряжение обмотки 3 показа1но кривой 14, В исходном состоянии от источника 8 постоянного тока, через индуктивность 7 в обмотке .3 подмагничивания протекает постоянный ток. Пог скольку .в магнитной системе электромагнита 1 отсутствуют.воздушные зазоры, то для перемагничивания стали требуются незначительные ампрер-витки, и поле в межполюсном пространстве практически отсутствует. В момент времени + емкостной накопитель 5 через коммутирующее .устройство 6 подк.лючается к обмотке 2 возбуждения. При этом наведенная э.д.с. на обмотке 3 прикладывается к индуктивности 7, и ток в ней начинает изменяться. За счет ампервитков, наводимых в обмотке 3,переменный магнитный поток, создаваемый обмоткой 2, делится на две части. Первая часть, пропорциональная ампер-виткам обмотки 3, вытесняется из центрального сердечника и замыкается через . воздушный межполюсный зазор (фиг. 3,кривая 10), а другая часть, обратно пропорциональная ампер-виткам обмотки 3,пронизывает . центральный сердечник (фиг.З, кривая 11). При этом переменное поле, вытесняемое в воздушный зазор, из меняет свою величину .от нуля до допустимого, положительного значения. Это поле удерживает электроны на равновесном радиусе. Магнитный поток, пронизывающий галетный блок и изменяквдийся от максимально допустимого отрицательного значения до допустимого положительного, значения, создает вихревое электрическое поле, необходимое для ускорения частиц. Поскольку конечная энергия частиц определяется абсолютным значением изменения магнитного потока, а он, в свою очередь, - размахом ин

МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ИНДУКЦИОННОГО УСКОРИТЕЛЯ заряженных частиц, содержащая магнитопровод, обмотки возбуждения и подмагничрвания, под- i ключенные к системе питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности магнитной системы, обмотка подмагничи- вания, уложенная на сплошном центральном сердечнике магнитопровояа, подключена к источнику тока через индуктивность.^сл ю4^ 4^ •^ •^