Источник питания электромагнита протонного синхротрона Советский патент 1983 года по МПК H05H7/04 

«73 Изобретение относится к эпектротех ническому оборудованию ускорителей заряженных частиц и может быть использова но дпя питания эпектромагнита протонного синхротрона. Известны источники питания кольцевых электромагнитов протонных синхротронов на энергию в десятки мегаэпектронвоттьт при токе 2э5-12 кА в импульсе и максимальном значении выпрямленного напря- жения порядка 10 мВ, содержащие управляемый многофазный выпрямитель, вклк чающий в себя трехфазную мостовую схему, схему фазового управления и. V , ----.. фильтр пульсаций, включенный последовтёльно с нагрузкой ij , В этих источниках цитания экономичность фильтра в значительной степени определяется уровнем субгармонических составляющих пульсаций выпрямленного напряжения, вызванных несимметрией в силовых цепях источника питания. Указан ная несимметр та в силовых цепях источника компенсируется с помощью блоков: задержки, дополнительно введенных между схемой фазового управления и управляющими электродами вентилей, . Из известных источников питания наиболее близким по технической сущност к предлагаемому является источник питания электромагнита протонного синхротрона, в котором компенсация несимметрии силовых цепей (несимметрии ЭДС и реактансов трехфазной системы) .произведена с помощью блоков индивидуально регулируемой задержки импульсов управления в каналах связи распределителей. с управляющими электродами вентилей соответствующих плечей мостовой схемы , Задерж1са импульсов достигает нескольких электрических градусов часто- ты питающего напряжения 50 Гц. Недостаток этого устройства заключа ется в том, что при введении индивидуап ных задержек в каналы свдаи импульсы управления приходится расширять до значения максимальной разнииы задержек между соответствующими плечами катодной а анодной групп мостовой Ск.&лы выпрямпения,, так как дпя ее вктпоченвя необходимо одновременное открытие соот« ветствующих плеч в каждой вз групп. Максимапьнай разница задержек достигает 200 мкс, В результате в несколько раз увеличивается мощность и габариты блоков управления, установпенкых в непосредетвеиной близости от силовых тиристорюв |ш высоком потенциапе, В то 6 же время для поджига мощного тиристора достаточно импульс§ с крутизной фронта порядка 0,5-1|0 мкс, длительностью по вершине несколько микросекунд и площадкой на спаде длительностью около 100 МКС на уровне примерно 0,3 от амплитуды импульса. Целью изобретения является повышение экономичности источника питания. Указанная цепь достигается тем, что : в источнике питания электромагнита - - - - -W изотопного синхротрона,содержащем ный тиристорный выпрямитель, включенный по мостовой схеме, одноканальную , , -....,. - систему фазовогю управления выпрямителем с помощью сдвоенных импульсов управления, сдвинутыхна угол ZlV /т частоты напряжения питающей сети, подстроенные блоки задержки и формирователи, включенные последовательно в каждом из каналов связи выходов распределителя устройства фазового управления с управляющими эле ктродами тиристоров соответствующего плеча выпрямителя, параллельно входу каждого из блоков задержки подключен вход соответствующей схемы И, вь1хрд . которой вместе с выходом блока задержки подключены через схему ИЛИ на .вход второй схемы И,выход которой связан с формирователем, выход которого до.гюлнительно через второй формирова тепь подключен к инверсному входу второй схемы И, вторые входы первь1х схем И соединены параллельно и через рователь пускового сигнала подключены к входу синхронизации.. Таким -образом путем включения дохюлнительных логических схем в каналы связей распределителя устройства фазового управления с управляющими электродами тиристоров обеспечивается прохождение первого импульса управления при пуске выпрямителя без задержек в каждом из упомянутых каналов связи. Причем входы синхронизации работы каналов свя- зи соединены с общим входом синхронизации запуска исгочника. На чертеже показана упрощенная схема возможной реализации источника питашш, представлены основные функциональные узпы и связи между ними. Тиристорные блоки 1,2,...,6 соединены в мостовую схему выпрямления и подключены на стороне постоянного тока через фильтр пульсаций 7 к оййотке кольцевого электромагнита ускорителя 8, а на cTojpor не переменного тока - к трехфазной сиотеме переменного напряженш 9. Каждый вз блюков 1,2,...,6 включает в себя N поспецоватепьно включенных тиристоров 10-1, ..., 10-N с блоками управления 11-1,. ..,11-N соответственно. Вход каждого из блоков управления 11 через трансформаторы соответственно 12-1,.. ., 12-М, в качествеч первичной обмотки которых использован один из шести кабелей 13, подключен к выходу соответствующего блока формирования 14-1,..., 14-6. Входы 15 блоков 14 соединены параплельно и подключены через общий формирователь 16 к пусковому входу 17. Входы 18 блоков 14 подключены к соот ветствующим выходам распределителя устройства 19 фазового управления, is из входов которого связан с уходом 17, а другой - с входом 2О для аналогового с.игнапа управления. В каждом из блоков формирования 14 вход 18 связан с выходом блока через цепь, образованную последовательным включением подстро|ечного блока задержки 21, логического элемента ИЛИ 22, логического элемента И 23 и формирователя 24, выход которого дополнительно подключен через формирователь 25 на инверсный вход элемен .та И 23. Вход 15 подключен к второму входу элемента ИЛИ 22 через логический элемент И 26, второй вход которого подключен к входу 18. Накопительный конденсатор 27 подключен через выпрямитель 28 и зарядный резистор 29 паралтюльно силовым выводам и через разI рядный тиристор 30 к управтгающему вы воду-тиристора 1О-1. Устройство фазового управления 19 выполнено по одноканальной схеме и вкшо ;чает в себя фазосдвигающее устройство, преобразующее аналоговый сигнал уп равления в сдвиг фазы генерируемой серии импульсов управления, ираспредецитепь этих импупьсоб между соответствукяцими выходами. Формирователи 16, 24,.25 1эыполняются по известным схемам, обесп&чивакидим соответствующую форму выходкого импульса. Блоки задержек 21 и по-; гические схемы 22,23,26 могут быть реализованы, например, на дискретных интегральных схемах. Блоки управления 11 могут быть выполнеиы любым другим образом, обеспечивающим формирование узких импупьсов управления тиристорами с высокой крутизной фронта и достаточной амплитудой. Фильтр пульсаций 7. может включать в себя пассивные в активные епементы. , Работа источника происходит cneoyio щим образом. 73514 5 10. 64 В паузе между импульсами магнитного поля выпрямитель закрыт, импульсы управления устройством фазового ynpai ления 19 не выдаются. Конденсатор 27 в блоках управления 11 заряже.ны через резисторы 29 и выпрямители 28 анодным напряжением, приложенным к тиристорам. Пусковой импульс синхронизации включения источника подают на вход 17 и через формирователь 16 - на входы 15 блоков 14 формирования. На один из входов устройства 19 управления должен быть подан аналоговый сигнал управления источником Ufi через вход 20 в соответствии с заданным программой значением выпрямленного напряжения источника. Длительность импульса с выхода формирователя 16 должна быть не менее ifl /m частоты питающей сети, где т- число фаз выпрямителя, равное 6 в рассматриваемой схеме. Этого времени достаточно, чтобы фазосдвигающее устройство 19 выработа.ло первый импульс управления, который через распределитель поступит в одну из пар каналов связи с управляющими выводами-тиристоров блоков 1,3, 5 ка- i тодной группы и блоков 4,6,2 анодной группы соответственно, например, с блоками 1,2 через блоки формирования 14-1, 14г-2. В последних импульс с входов 18 через схемы И 26, подготовлейные импульсом по входам 15, поступают на вход схем ИЛИ 22 и далее через схемы И 23, на инверсном вхойе которых ну-, левой сигнал запускает формирователь 24. С блоков 14-1, 14-2 импульс по кабельно-трансформаторной связи поступает на входы бтхоков управления - -- -J 12-1, ...,12-N тиристорных блоков 1,2. При этом открываются тиристоры 28 и конденсаторы 27 одновременно раз-ряжа ются на управляющие выводы тирио торов 10-1,.;., 10-W блоков 1,2. При этом откршаются одновременно силовые тиристоры блоков 1,2 и создается цепь , - -ч. .. -ъ. :дпя пропускания тока в нагрузку, которой является фильтр 7 и обмотка кольцевого электромагнита 8. Импульс, задержанный .блоками 21, не проходит через схемы И 23, так-как импупьс с выхода формярователей 24 поступает дополнительно ;ва инверсный вход схем 1И 23 через формирователи 25, обеспечивающие (Прет на время, большее значения максвмапьной задержки в блоках 21. Анапогшным .образом попарно происходит работа :остапьны; блоков управления, если рас|пределитвпь выдаст первую пару импутп сов на другую пару своих выходов. После

ИСГОЧНИК ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПРОТОННОГО СИНХРОТРОНА, содержащий m-фазный тирнстор:шй выприктетепь, включенный по мостовой схеме, одноканальную систему фазово го управления выпрямителеь с помощью сдвоенных импульсов управления,сдвн- / нутых на угол ZD /fr частоты напряжения питающей сети, подстроенные блоки за :держки и фор.ирователи, включенные по; следовательно в каждом из кана пов связи I выходов распределителя устройства фазоiBoro управления с управляющими электродами тиристоров соответствующего плеча ; выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, параллельно входу каждого из блоков задержки подключен вход соответствующей схемы И, выход которой вместе с ; ВЫХОДОК блока задержки подключены через схему ИЛИ на вход второй схемы И, выход которой связан с формирователем, i выход которого дополнительно через второй формирователь подключен к инверсно(Л му входу второй схемы И, вторые входы первых схем И соединены параллельно и ;через формирователь пускового сигнала подключены к входу синхронизации. ее ел iu 9д