CC BY
14
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 156
1969
СИСТЕМА ИМПУЛЬСНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА
СИНХРОТРОНА НА 300 Мэв
И. А. ГАБРУСЕНКО, В. А. КОЧЕГУРОВ, В. М. КУЗНЕЦОВ, А. А. ТЕРЕЩЕНКО
И. П. ЧУЧАЛИН
На рис. 1 приведена принципиальная схема импульсного питания электромагнита синхротрона. Схема включает 3-фазный трансформатор ТМ 50/10, управляемый тиратронный выпрямитель, собранный по схеме Ларионова, накопительную конденсаторную батарею емкостью 1770 мкф, коммутирующие тиратроны ТР1-85/15, а также систему электронного управления. Работает схема следующим образом. Накопительные конденсаторы управляемого выпрямителя заряжаются до напряжения 8,7 кв. После этого выпрямитель запирается, и на сетку коммутирующего тиратрона подается поджигающий импульс. Тиратрон открывается и конденсаторная батарея разряжается на электромагнит. При этом в зазоре электромагнита возбуждается импульс магнитного поля синусоидальной формы с амплитудой 10700 гаусс длительностью 63 мк/сек. Для уменьшения потребляемой мощности из сети применяется перезарядка конденсаторов через обмотки электромагнита [1]. Периодическая подзарядка конденсаторов осуществляется в период между разрядными импульсами.
Для уменьшения скорости роста магнитного поля в период инжек-ции до 180 кгс/сек последовательно с электромагнитом включен насыщающийся дроссель [2]. На рис. 2 приведены кривые токов и напряжений в схеме питания электромагнита синхротрона.
Надежность работы системы импульсного питания синхротрона во многом зависит от четкости работы схем электронного управления. Схемы управления должны быть просты и надежны в работе.
Полная схема электронного управления системой питания включает:
1) управление коммутирующими приборами разрядного контура;
2) управление работой выпрямителя.
На рис. 3 представлена блок-схема электронного управления и показано временное положение управляющих импульсов.
Работает схема следующим образом. Схема управления выпрямителем поддерживает его открытым, в это время происходит зарядка конденсаторов. При поступлении импульса от задающего генератора 1, синхронизованного с сетью, на схему формирования 2 последняя выдает отрицательный импульс, запирающий выпрямитель. Длительность отрицательного импульса выбрана несколько больше времени разряда и перезаряда батареи конденсаторов. Одновременно с запуском схемы формирования отрицательного импульса, запускается схема 3, обес-
4G
ûfT) auiwêoeo m.o-pa TM 5û/(0
fi ертнан выпрямителя
S* IIS
s
I
f4— -Hb », IL. [С—ni -II- II С1ГЗ ЧН ...II-
' Ir 11 " И il 1 it JL
0>' <ь< !
N ?
К сетке
конмутир.
тиратр.
печивающая задержку импульса, поступающего на схему поджига коммутирующего тиратрона ТР1-85/15. Время задержки определяется временем полного запирания выпрямителя с момента подачи на сетки его ламп отрицательного импульса и равно 10 мк/сек.
® ®
® А А
©
| 0,2сек
! л А
1 —Н- Юмоек
Рис. 3
На рис. 4 приведена принципиальная схема электронного управления системой питания синхротрона на 300 Мэв.
Задающий генератор выполнен в виде последовательно включенных триггерных ячеек, которые обеспечивают деление частоты сети в 64 раза. Каскад формирования отрицательного импульса, запирающего выпрямитель, собран на лампах Л]—Л4 и включает фантастрон
(Л]—Л2) и три усилителя (Л3—Л4). Лампы Л9—Ли формируют поджигающие импульсы для выпрямителя. Среднее напряжение выпрямителя регулируется путем сдвига ряда поджигающих импульсов фазорегулятором.
Схема задержки 3 собрана на лампах Л7 (заторможенный мультивибратор) и Л8 (усилитель).
На тиратроне ТГ1 -2,5/4 собрана схема, формирующая поджигающие импульсы коммутирующего тиратрона.
Для стабилизации зарядного напряжения на конденсаторной батарее в схему электронного управления выпрямителем введены дифференциальный усилитель (Л5), триггер (Л6) и источник опорного напряжения. Часть напряжения с 4/тЛ 1 I , батареи конденсаторов
1 подается на вход диффе-
ренциального усилителя и сравнивается с опорным напряжением. В момент, когда величина входного Рис. 5 напряжения близка к
опорному, происходит опрокидывание триггера (Л6), напряжение с анода которого подается на усилитель Л3. При этом независимо от состояния фантастрона лампа Лз запирается и, соответствено, запираются лампы Л9—Ли, формирующие поджигающие импульсы выпрямителя. Таким образом, заряд конденсаторов прекращается. Схема обеспечивает стабильность напряжения заряда конденсатора не хуже 0,3%.
Поскольку питание электромагнита импульсное, то, естественно, наличие пер^содных процессов в схеме, которые в данном случае являются особенно опасными в силу сравнительно частой их повторяемости.
Цепь разряда конденсаторов на электромагнит можно представить в виде эквивалентной схемы (рис. 5), где
¿эм —индуктивность электромагнита;
Ьк —эквивалентная емкость подводящего кабеля; —активное сопротивление подводящего кабеля.
В начальной стадии разряда емкости С проводимостью индуктивности электромагнита можно пренебречь. Тогда переходные значения напряжения и тока в цепи определяются:
V = Цт--Ы + х),
Г
и.
где
щи
. о>0 у 1КСК
еы Э1п
V и ск
я*
А
21 к
О),
Напряжение и' колеблется около своего принужденного значения с частотой % и достигает почти удвоенного значения примерно через полпериода после включения. Для уменьшения переходного напряжения на электромагните параллельно обмоткам электромагнита включено активное сопротивление /? = 1600 ом.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. А. Кочегуров. Диссертация, ТПИ, 1960.
2. В. А. Кочегуров. Изв. вузов, «Физика», I.
1957.
