Устройство регулирования магнитного поля

 

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВА» НИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ протонного синхротрона, содержащее м!югофазный управляемый выпрямитель, подключенный своШ'ДИ выходами к обмотке згееЕТ-ромаг™ кита ускорителя, цепь отршитегеьной об=" ратной связи с выхода датчика ОТЕПОНВ™ НИЯ значекия потш на вершине эдтгупьса от заданного, замкнутую через регуляторполя на вход схе^гы ^ттравпения выпрямителем, uj-nb отрицательной обратной связи с датчика напряжет1Я ка обмотке электромагнита, замкнутую через регулятор напряжентш. к. аыходу которого подключе- . ны параплепьно вхоц схемы управления выпргмитепем и усипитепь мощности низкой частоты, выход которого связан с обмогкой эпектролзагнита, динамическое запоминающее усгрсйство, подключенное на вход рагупятора напряжения параллельно ПРИМОЙ связи с датчика напряже- mi'H; задающее устройство, связанное однпм ii3 выходов с входом схемы управлентш Еьщрягч-штепеМ; др}тим — с входом регулятора поля и третьим — с входом управпешш режш.юм динамического запоминающего устройства, а входом связанное с датчиком достижения полем заданного энач-ениЯ; отличающееся тем. что, с целью улучшения качества регуянровати магнитного поля, к входу динамического запоминающего устройства ^ допопннгельно подключен выход упомянутого рег^'ТШтора поля»(/)

Саоз СОЯЕТСНИМ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИМ

РЕСПУБЛИН

Н 05 Í 7, 04 д

) Г

ГОСУДАРСТВЕНИИЙ НОМИТЕТ ОСИ=ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ПРЫТИ!"; (21 ) 2687582/1 8-25 . (22) 22.1 1.78 (46) 23.06.83. Бюп, Я 23 .(72) B.М. Ко ьин (53) 621.384.6 (088.8) (56) 1. Гусев А.M. и др. Псвьг :е.пе качества регупирования магнитного . :окл протонных синхротронов дпя медпеьп-..ог= вывода частиц. Труды Ш Всесоюзного совешания по ускоритепям заряжен»в" х частиц, т. Ц, М., Наука . 1973, =, 1 8

2. Авторское свидетепьство СССР

No 501502 кп. Н 05 Н 7/04, 1974 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ протонного синхротрона, содержащее многофазный управпяемый выпрямитепь, подкнюченный свощли выходами к обмотке епектромаг=нита ускорителя, цепь отрицатепьной об= ратной связи с выхода датчика откпонения значения поти на вершине импупьса от заданного, замкнутую через регупятор

Л А поля»а вход схемы управпения выпрямитети;",, >çïü отрнцатепьной обратной связи с д="чика напряжения на обмотке эпек"гро ..:=: rè,.òа. замкнутую через регулятор напри:кения. к, выходу которого подкпюче, Hv. параппепьно вход схемы управления выпр=:ыитепем и усипитепь мошности низкой частоты„ выход которого связан с об.;::.o rêo÷ электромагнита, динамическое запоь.инакшее устройство, подкшоченное на - xoq оегупятора напряжения параппепь но и. =ь1 ой связи Q датчика напряж ния, "-адаюшее устройство, связанное одни>. из выходов с входом схемы управпе ннч вы прям итепем, другим с Входом регупятора попя и третьим - с входом управпения режимом динамического запоминаюшего устройства, à BxolloM связанное с датчиком достижения полем заданного з»ачения, о т п и ч а ю ш е е с я теьл. чтс, с цепью упучшения качества регупирования магнитного попя, к входу динаьлического запоминаюшего устройс1ва ! допопнитепьно подкпючен выход упомянутого рег1,.пятора поня.

72 8681 изобретение ОТHGcH) ся K ус«о)=.,178/1"==ной 78 х нике и мОжет быть использОВЯ Но

/ ля формировакия импульсоа магнитного

ПОпя протонного сикхрОтрОня.

Известно устройство регулироэа пия 5

:)агниткого гюпя, содержащее многофаз=на/й управ,пяемь)й выпря 4итепь пс!дкпю= !

Ьэ ннь) Й своими Вь)х 0)дам !!1 к Goii/OTI(8 зпРк) ")Омагьи(а, pe/ " )я Gp >10пя чере 3 кс ) (>"Оь) й;за!>и! H )/та ".IBB отрицательной Оорат.—. (/

НОЙ ВЯЗИ 10 От/(ПОНЕ!/ИЮ З1/аченИЯ МЯГ

liT !гого и(/л -,; на Верщине 1)),11(y;IIice OT "&

i.аННОГО,, "!1! PG«ОПОПО-.НЫЙ РЕГ /ПЯтог Ка:=пая)кения, -через i;:Oòорь/и замкн 7= цепь а г/утренней ОTрицате/(ьно/) обр)аткой i BßBи по напря кению на обмотк электромагни= та; ЗЯДЯЮЩЕЕ " .! .ОЙСтаО, БЫКС!!Д PBI"y)IH".,>рэ. Напря "BHKH подключен .;- Bxoi,ó схемы

". -Правлен,1я Вь прямитепем и:параллельно

HL в Ход ""сил;1 тел я мо)/ьн Ости низкОЙ часто- 2(/ ты связанного по выходу с обмоткгзми э))ектромягнига. 3адатощее устройство

СДНИМ ИЗ ВЫ ХОДОВ ПОДКЛЮЧЕНО HB )ЗХОД (:. ;e)vTÛ ФЯЗОВОГО У1!РЯВПЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕПЕМ

И HB. В КОД Р=-; УПЯ тО Ра Ка)ТРЯж ЕНИЯ, Д РgГИМ Ц

- =-. Вход вегу /ятора:поля! я по аксду

01 КХРОЧ"? а/Г(ГИ (ВЯЗ< НО, ДЯт!AH)"! !1 7@0() и=":. Р П/Я .1!,->П ) 1 З(1Я EHG: G ЗНЯЧРЧИЧ Тх!КОЕ

:: -) (Ойст-.-,-;;,/сноп )зуе.!.Ся дпя (()орм(100аа=

НИЯ Ю!П/У)1ЬСЕ 1!/аг)/И .! НОГО ПОПЯ В 1!.ОПЬДЕ=аых э лектромагки га",. псо тонна) х с) !нхг!О:-ГРОИОВ (3 1

У стройстВО О 68 спе HBBBT фОрм ирОВЯ ние импут1ься МЯГнитнОГО пОпя с 1тпОскОЙ Вар инной),. ))ри этом цепь обратной -:âÿçè

По От«ЛОНЕНИЮ МЯГНитноГО ПОПЯ Зам),)КЯ!=ется при переходе На плоский участок имп;;)TBGB !/Опя. Где замь)кается )1 цепь внут()е/л/ей/ обоатной связи по нап!зяжению

46

ООРGIIBHHBB)0)цая с)нажива ние ггч)1) саций " /лpeiv/ -/с „,ро) О К Hjj>:. -. "- Чя! /! ЕДО(Я Ком ,!/Стройсгэ - явпяетс -" ПО)«ность задающ&

"G уствойс.г..".. //л() устранения возмуще==

В /ч а поле при замь)ка нии 1(он".Тура акуг=-:

4 ре)гней обратной связы =-.HB÷åние =-ада)ощеНап! )ЯХ(81)! : 1/G! BBBMGT О "--"B В) )Д Р =. Пятов=. НЯ1/ряжения! Доп!жно бьгг-.— cc==

Гпясоаа)10 с тОчностью стябипизяции магнит кого 10пя 0" = 1 0 " c к!)г(ряжэ".1/ем на 06/v/ 0 TI(B õ элект ромагкута )зоот ээ т ст=ByIoIö)))!1 зei BHHQI Ty значению магнитного поля на плоском у -" стке импульса . В ТО же B ремя на В>=оп схемы > г/рявпен ия к

На ВХОД Э-Г -r>1/1 „Oio 1-ОЛЯ Доотаток НО П! =дава г).:. /!Яioi2!Bi.,: .-!)!)!Яжекие TG (костью

r, He .)п(=" Г )с 00,! / „ОГО у Р - а д)ХМ())а пяааме ГРОВ э)лр«i 01!Магнита соответст =

ВИ8 М 8>К("."" КЯГ/г!яжа НИ8М На О бмо ТК8 мягкиткым полем электромагнита изменяе гся, Указанкз )й недостаток устранен приМенеНИЕМ ДИКЯМИЧЕ!-КОI 0 ЗЯПОМИНЯЮШего устройства, Включенного между датчиком напряжения на обмотке электромагнита и Входом регулятора напряжения параппельно прямой связи между ними (2 .

Вход управления режимом p8607/./ ди:— нами/еского запомикяюшэГО уст ройстВЯ сВязан с одним из Вы ХОПОВ задающего устройства, которое переводи; его из режима ст18жения В режим Kph нен Бя при замыкании внутреннего «оНТуре обратной связи: При этом надоо кость Вь:дачи Задающего напряжения ня Вход регулятора

/напрЯжения GTIIBIIBB7 поп костью и ибо TGH— ность его соответс..-а)и мо>ке- бь ть cHH=NBH II0 1 0 OIIHB«oi B cBH h c тем, что В момент зямь)ка)Г)а) внутреннего «он== тура обратной связи сигнал ка Выходе регулятора поля не равен нулю, возмущение магнитного полл попност(по г.икви= дирова гь ке удается, Цепью изобретения является Г!Оаь)ше= ние качества регулирования магнитного поля„

Сущность кзобретекия заключается а том„что к входу динами.!еского заломи==лающего уст(юйства дополнительно -iîäкпючен ВыхОд pei упя тора 110ëÿ.

1)а чер-еже представлена с«э;,а пред=

ПожЕКНОГО УСТРОЙСТРЯ.

Управляемый выпрямитель 1 подключен

Bb)xG/)iGM K обмотке 2 электромаг== нита через сумматор 3. Цепь отрипятепьной обратной связи с выхода датчика 4 отклонения значения поля íа вершине импульса от заданного значения замкнута на вход 5 схемы управления выпрямитегем 1 через регулятор 6 поля и сумматор ". TiBHB Внутречней отрииатэпьнсй 06= ратной связи с выхода датчика кяпряженыя

8 на обмотке электромагнита замкнута через регупя-.ор 9 IBHpH>«BHim, .:; Выкоду

i которого подключен Bxori. усилителя 10 низкОЙ частоты и Вход сумма тоаа 7,-. Усн.= литель 10 связан с обмоткой 2 через суммятОр -3, я Вход рег5/ляторя В связан

P дополнительно с Выходом датч)п(а 8 через

ДИНЯМИЧЕСКОЕ ЗЯПОМИНЯЮЩЕЕ УСТВОЙСтВО

11. Е1ыход регулятора 6 подключен до:=. полнитепьно к входу рег,п/я)тора 9 и к втОПОму ВхОду запоминя)ощего устаойства ) 1 „. Задающее устрс!ЙстВО .. 2 связано своим .Входом с датчико)!)1 1 3 //Остюке=ния гк>лем заданного значения;а выхода =МИ - С ВХООЯМИ СУММЯТОРЯ... 7 И Вет "/т!ЯТО:!

72 86 8) 3 ра 6 и с входом управпения режимом работы запоминающего устройства 11.

Регуляторы 6 и 9, сумматор 7, запоминающее устройство 11 выпопнены на . коммутируемых операционных усипитепях известным обр азом. Сумматор 7 может быть составной частью схемы управпения выпрямитепя 1. Реализация усипителя 10 мощности зависит от схемы сумматора 3.

Поспедний может оыть реапиэован раз- 10 пичным образом, например, с помощью разделительного трансформатора, вкпюченного выходной обмоткой поспедоватепьно с выпрямитепем 1 и обмоткой 2 электромагнита ипи другим путем, обеспечивающим передачу сигнала с выхода регупятора 9 на обмотку 2 эпектромагнита в попосе частот от десятков герц до десятков кипогерц. B качестве датчика 8 использован депитепь. Датчик 1 3 достижения попем заданного значения и датчик

4 откпонения попя от заданного значения обычно выпопняются как единое измеритепьное устройство, вкпючающее в себя датчик абсопютного значения попя инжек- 5 ции, дискретный интегратор, подключенный к выходу измерительной катушки, индуктивно связанной с магнитным попем ускорителя, цифровую схему сравнения и отдепьный "медпенный интегратор со своей измеритепьной катушкой. Задающее устройство 12 представляет собой цифроанапоговый программатор формирующий соответствующее анапоговое задающее напряжение и отдепьные синхронизируюшие

35 импульсы в соответствии с задаваемой формой импупьса магнитного поля, Устройство работает спедуюшим образом.

В паузе между импупьсами задающее

40 устройство 12 вырабатывает cm напы, обеспечивающие размыкание внутренней и внешней обратных связей с занупением выходов регупяторов 6 и 9 и снятие импульсов управления выпрямитепем 1.

Пусковым импупьсом в устройстве 12

45 вырабатывается напряжение, поступающее через сумматор 7 на вход схемы фазового управпения 5 и открывающее выпрямитепь с углом регулирования 0 на время фронта импупьса магнитного попя. В нача-50 пе фронта, при достижении попем уровня инжекции запускается дискретный интегратор датчика 13. При достижении попем значения Н1, меньшего заданного дпя верин Но на тоянну еив- 55 ну g, импупьсом с выхода датчика 13 устройство 12 изменяет задающее напря« жение, снижая через схему фазового управнения значение выпрямценного напряг жения в соответствии с программой. Скорость нарастания попя соответственно уменьшается и при значении поля 11z =, =Н вЂ” > 111 где A< =cong(-Л, датчик

13 вырабатывает второй импульс, по которому включается в работу датчик отклонения 4 и регулятор 6, на вход которого устройство 1 2 подает корректирующий задающий сигнал, обеспечивающий нарастание попя до значения Н без перерегупировання при замкнутом контуре отр шатецьной обратной связи по откпонению поня, 11мпупьсом, задержанным по отношению к H на время окопо 10 мс, достаточным дг:я достижения попем значения Н с заданной точностью, устрой- . ство 12 переводит запоминающее устройство 11 из режима спежения в режим хранения и замыкает цепь внутренней отрицатепьной обратной связи по напряжению На обмотке эпектромагнита 2 через регулятор 9. Суммарный сигнап на входе регугтятора 9 в момент замыкания равен нупю с точностью работы устройства 11 в режиме спежения, так как напряжение с выходов датчиков 8 и регугцттора 6, поступающее непосредственно на вход

- регулятора 9, компенсируются выходным напряжением устройства 11,, отспеживавшего это же напряжение. Таким образом замыкание цепи внутренней обратной связи производится при нулевых начапьных условиях дпя отклонений, что искпючает переходный процесс и возникновение динамического возмущения в магнитном попе. Сигнап обратной связи с выхода регулятора 9 распределяется по двум кацапам: постоянная составпяющая и состав гтяюшие с частотой ниже 50-100 Гп поступают на вход 5 системы фазового управления, составпяющие с частотой выше 50-100 Гц - на вход усипитепя

10 и через сумматор 3 в цепь питания эпектромагнита, обеспечивая сгпаживание пупьсаций выпрямпенного напряжения на вершине импупьса. На спаде цепи обрат ных связей размыкаются и управпение выпрямителем 1 производится топько задающим напряжением с устройства 12, которое переводит выпрямитель в инверторный режим, снимает импупьсы управпения выпрямителем после спада тока возбуждения обмотки 2 электромагнита и подготавливает все устройство в цепом к формированию спедукхцего импупьса магнитного попя, Регупятор 6 может быть объединен с медпенным интегратором датчика 4, через который может быть осуществлена также и связь соответствующего выхода устройства 12 с регупятором 6.

Устройство проверено на протонном синхротроне ИТЗФ.

Резупьтаты испытаний показапи, что имевшиеся в попе возмущения вепичиной

3-5 Э и дпитепьностью несколько милисекунд уме п шаются по амппитуде при5 меоно в 70 раз.

Составитепь Н, Вапуев

Редактор Л. Письман Техред М Тепер, Корректор А. Ференд Ювк 8+5 Псаписнса

BHHHFIH Ъсударственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Фипиап ППП Патент, т. Ужгород, уп. Проектная, 4