Изобретение относится к ускорительной технике, аименно к системам питания магнитов электронных синтротронов, обеспечивающих медленный вывод электронов с постоянной энергией за счет формирования в кривой напряженности направляющего магнитного поля плоского участка.
Известны устройства формирования плоской верщины магнитного поля синхротрона с использованием дополнительных конденсаторов, дросселей, трансформаторов, импульсного источника питания за счет введения в цепь резонансного контура в максимуме тока дополнительной индуктивности с частичной компенсацией падения напряжения на ней 1.
Однако в этих устройствах отсутствует синхронизация частоты резонансного контура синхротрона с питающей сетью.
Известно также устройство 2, содержащее тиристорный ключ, источник компенсации потерь, трансформатор, к первичной обмотке которого подключен импульсный источник питания. При применении специальных схем синхронизации указанное устройство позволяет формировать плоскую вершину в кривой напряженности направляющего магнитного поля синхротрона и синхронизировать частоту резонансного контура с частотой питающей сети за счет изменения длительности плоской вершины.
Но в таком устройстве остается незащищенным тиристорный ключ, щунтирующий емкость резонансного контура от превышения допустимой амплитуды и скорости нарастания тока при его ложном включении в момент, когда напряжение на последней
положительно относительно анода ключа. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.
Для этого параллельно вторичной обмотке трансформатора включен тиристор и последовательно с ней - вентиль, щунтированные дросселем, соединенным последовательно с емкостью резонансного контура синхротрона, при этом емкость и дроссель щунтированы последовательной цепью из тиристорного ключа и источника компенсации потерь. Для синхронизации с сетью блок управления тиристорного ключа, параллельного конденсаторной батарее и дросселю, подключен входом к датчику фазы напряжения контура, а блок управления тиристора, параллельного вторичной- обмотке импульсного трансформатора, подключен входом через блок регулируемой задержки к датчику фазы напряжения сети, блок регулируемой задержки через блок дополнительной задержки подключен к блоку управления, включающему импульсный источник питания.
На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2- диаграммы напряжения и тока.
Тиристорный ключ 1 через источник 2 компенсации потерь подключен параллельно емкости 3 резонансного контура синхротрона и дросселю 4. В момент, когда напряжение на контуре равно нулю, а направление тока в электромагните 5 совпадает с направлением включения тиристорного ключа 1, на блок 6 управления последнего поступает сигнал с датчика 7 фазы напряжения контура. Тиристорный ключ открывается и шунтирует через источник 2 компенсации потерь емкость 3 контура и дроссель 4, при этом в токе магнита 5 формируется плоский участок. Через открытый током магнита тиристорный ключ 1 образуется колебательный контур дроссель 4 - емкость 3 с начальной энергией, накопленной в дросселе к моменту открытия ключа 1. Частота этого контура выбирается таким образом, чтобы к моменту окончания плоской вершины напряжение на емкости 3 было близким к максимальному и положительным относительно катода тиристорного ключа 1. В момент окончания плоской вершины на тиристор 8 поступает импульс с блока 9 управления, вход которого через блок 10 регулируемой задержки соединен с датчиком 11 фазы напряжения сети, тиристор включается в емкость 3 через тиристор 8 и вентиль 12 подключается плюсом к катоду тиристорного ключа 1 и запирает его. С блока 10 регулируемой задержки через блок 13 дополнительной задержки поступает импульс на блок 14 управления, который включает импульсный источник 15 питания, формируюш,ий в цепи тиристора 8 через импульсный трансформатор 16 импульс противотока, запирающий тиристор 8. После запирания тиристорного ключа 1 и тиристора 8 резонансный контур переходит на собственную частоту колебаний, и в следующем периоде цикл повторяется.
На фиг. 2 изображены: диаграмма 17 напряжения на емкости резонансного контура, диаграмма 18 напряжения сети, диаграммы 19 и 20 тока в электромагните и дросселе соответственно, импульс 21 момента включения импульсного источника 15 питания, импульс 22 момента запирания тиристорного ключа, шунтирующего емкость контура и дроссель 4, импульс 23 с блока 10 задержки.
В случае ложного включения тиристорного ключа 1 при положительном относительно его анода напряжении на емкости 3 величина и скорость нарастания тока в цепи ключа ограничиваются дросселем 4, минимальная величина которого ограничена допустимой скоростью нарастания тока через ключ 1 в аварийном режиме, а максимальная выбирается из условия необходимой энергии в емкости 3 в момент включения тиристора 8 для запирания ключа 1. Вентиль 12 защищает источник 15 импульсного питания от высокого напряжения в аварийном режиме.
Включение последовательно с емкостью
резонансного контура синхротрона дросселя позволяет защитить тиристорный ключ, шунтирующий емкость и дроссель в аварийном режиме, без увеличения уровня высокочастотных пульсаций в токе электромагнита в момент формирования плоской вершины.
Кроме того, включение импульсного источника питания через импульсный трансформатор, шунтированный тиристором, позволяет продублировать выключение тиристорного ключа 1, если он не выключился после
включения тиристора 8, что также повышает надежность работы устройства.
Формула изобретения
Устройство формирования плоской вершины магнитного поля сихротрона, содержащее тиристорный ключ, источник компенсации потерь, трансформатор, к первичной обмотке которого подключен импульсный источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, параллельно вторичной обмотке трансформатора включен тиристор, последовательно с ней - вентиль, шунтированные дросселем, соединенным последовательно с
емкостью резонансного контура сихротрона, при этом емкость и дроссель шунтированы тиристорным ключом через источник компенсации потерь.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 341419, кл. Н 05 Н 7/04.
2.Гусев О.А. и др. «Некоторые возможности формирования плоской вершины, Известия АН Армянской ССР, Физика 6,
с. 402-408., 1971.
