Высоковльстный трансформаторныйуСКОРиТЕль зАРяжЕННыХ чАСТиц Советский патент 1981 года по МПК H05H5/00 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРЛиТОРНЫН УСКОРИТЕЛЬ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к высоковольтным ускорителям заряженных частиц и может быть использовано в качестве источника мощного ионизирующего излучения для радиационно-химических процессов в различных отраслях народного хозяйства, где требуются потоки ускоренных электронов с энергией в несколько МэВ и мощностью до десятков МВт. Известны ускорители заряженных частиц трансформаторного типа на основе трехфазных трансформаторов с выпрямителями, Однако вследствие довольно значительных магнитных полей рассеяния ускорительная трубка в них устанавливается отдельно от трансформатора, что значительно увеличивает габариты и вес ускорителя. Известен также высоковольтный трансформаторный ускоритель заряженных частиц, содержащий ускорительную трубку, размещенную по оси трансформатора между четным числом симметрично расположенных стержней, объединенных ярмами. Однако в таком ускорителе существенно превышена мгновенная мощность пучка над средней, увеличены габариты из-за малого коэффициента использования трансформатора, имеют место знакопеременное напряжение, прикладываемого к ускорительной трубке, постоянное подмагничивание магнитопровода трансформатора и неравномерная загрузка фаз питающей промышленной сети. Все это вызвано использованием однофазного трансформатора как источника ускоряющего напряжения. Цель изобретения - повыщение единичной мощности ускорителя и уменьшение его габаритов. Это достигается тем, что общее число стержней магнитопровода разбито на группы по три стержня в каждой, первичные обмотки отдельной группы включены в трех фазную сеть, причем обмотки, расположенные на диаметрально противоположных стержнях, включены параллельно; вторичные обмотки выполнены из отдельных катушек, питаюших соединенные последовательно выпрямительные блоки, распределенные равно мерно по высоте обмотки. На фиг. 1 и 2 представлен вь1соковольтный ускоритель заряженных частиц в двух проекциях. Ускоритель содержит магнитопровод 1, выполненный из стержней, образующих магнитные системы четного трехфазных трансформаторов и замыкающих их двух ярем, ускорительную трубку 2, подсоединенную через выпрямители 3 к вторичным обмоткам 4 трансформаторов, и первичные обмотки 5, включенные параллельно в трехфазную промышленную сеть. При таком расположении и включении обмотки трансформатора магнитные потоки в диаметрально противоположных стержнях в любой момент времени равны по величине и направлены в одну сторону, в результате чего магнитные поля рассеяния обмоток взаимно компенсируют одно другое на оси трансформатора. Таким образом, появляется возможность установки ускорительной трубки между обмотками трехфазного трансформатора. При одинаковой высоте трансформаторно-выпрямительной структуры и ускорительной трубки и равномерном распределении напряжения по ним электрические .потенциалы катушек вторичных обмоток трансформатора, выпрямительных блоков и электродов ускорительной трубки, расположенных в одной плоскости, одинаковы, что позволяет располагать эти элементы в непосредственной близости один от другого, создавая тем самым компактную конструкцию ускорителя. Увеличение единичной мощности и уменьшение размеров ускорителя достигается использованием источника ускоряющего напряжения на основе трехфазного трансформатора, совмещенного с ускорительной трубкой, повышением коэфс ициента использования трансформатора, который приближается к 100% при использовании трехфазной мостовой выпрямительной схемы, уменьшением сечения магнитопровода ввиду отсутствия постоянного подмагничивания, сокращением изоляционных промежутков и уменьшением длины ускорительной трубки, поскольку .пробивная напряженность электрического поля при постоянном напряжении выше, чем при переменном. Формула изобретения Высоковольтный трансформаторный ускоритель заряженных частиц, содержащий ускорительную трубку, размещенную по оси трансформатора между четным числом симметрично расположенных стержней, объединенных ярмами, отличающийся тем, что, с целью повышения единичной мощности ускорителя и уменьшения его габаритов, общее число, стержней магнитопровода разбито на группы по три стержня в каждой, первичные обмотки отдельной группы включены в трехфазную сеть, причем обмотки, расположенные на диаметрально противоположных стержнях, включены параллельно, вторичные обмотки выполнены из отдельных катушек, питающих соединенные последовательно выпрямительные блоки, установленные равномерно по высоте обмотки.