Генератор ускоряющего напряжения линейного индукционного ускорителя

 

Использование в импульсных системах линейных индукционных ускорителей Сущность изобретения: Генератор содержит источники 1, 15, 21, дроссели 2,8,11, диоды 3,4,24, коммутатор 7, датчик 13, блоки 14, 18, 27, конденсаторы 10. 5, б. Особенностью изобретения является то, что осуществляют рязряд конденсатора б емкостного накопителя через дроссель 11с регулируемой переменной индуктивностью, для формирования качественной плоской части импульса величину индуктивности этого дросселя регулируют с помощью обмотки управления запитанной от регулируемого источника 21 постоянного тока, по окончании формирования плоской части импульса дополнительный насыщающийся дроссель входит в насыщенное состояние и шунтирует нагрузку, что сокращает срез импульса и позволяет улучшить его плоскую часть, а в итоге повышает КПД ускорителя 1 ил.

Комитет Российской Федерации по патентам н товарным знакам (ю) RU (») 2004082 Cl (51) 5 Н058» ОО (21) 5013481/21 (22) 04.07.91 (48) 30.11.93 Бюп. hh 43-44 (75) Жестков С.Н.; Куприянов С.П. (73) Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры имдВ.Ефремова (54) ГЕНЕРАТОР УСКОРЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО УСКОРИТЕЛЯ (5?) Использование: в импульсных системах линейных индукционных ускорителей. Сущность. изобретения: генератор .содержит источники 1, 15, 21, дроссели 2, 8, 11, диоды 3, 4, 24, коммутатор?, датчик 13, блоки 14, 18, 27, конденсаторы 10, 5, 6.

Особенностью изобретения является то, что осуществляют рязряд конденсатора 6 емкостного накопителя через дроссепь 11 с регулируемой переменной индуктивностью, дпя формирования качественной плоской части импульса величину индуктив— ности этого дросселя регупируют с помощью обмотки управления, запитанной or регулируемого источника 21 постоянного тока, по окончании формирования плоской части импульса дополнительный насыщающийся дроссель входит в насыщенное состояние и шунтирует нагрузку, что сокращает срез импульса и позволяет улучшить его плоскую часть, а в итоге повышает КПД ускорителя.-1 ил.

2004082

Изобретение относится к ускоритель- ния, выполняющий логическую функцию И.

НоА технике, а именно K системам питания Дроссель с регулируемой переменной инускоря)ощих элементов линейных индукци- дуктивностью включен между катодами заон них ускорителеи (Л ИУ). рядных диодов, дроссель насыщения

Известны генераторы ускоряющего на- 5 выполнен с двумя включенными встречно пряжения ЛИУ, содержащие I)f.fcoKof)o)lu обмотками размагничивания, соединенныный выпрямитель, резонансно-диодну)о мисдвумя блокамиимпульсногораэмагнизарядную цепь, емкостныл накопитель, уп- чивания, и вкл)очен между соединенными равляемый газоразрядный коммутатор, ли- между собой свободными обкладками пернию передачи, индукторы и блок 10 вого и второго конденсаторов и вторым торазмагничивания индукторов, копроводом линии передачи. Блок

Однако амплитуда импульсов ускоря)о- сравнениясоединенсустройствомуправлещего напряжения ограничена до двойного ния, датчиком тока и управляющими электнапряжения источника питания, что оГрани- родами тиристоров обоих блоков чена ДО двой)1ОГО нс) и р)1жения иСточника ГIи- 1 5 импульсноГО раЗл1агничивания. тания, что ограничивает темп yOкорения, На чертеже приведена принципиальная наличи больших г)аразитной индуктивно- электрическаясхема предлагаемогогенерасти разрядиolo контура и г)остоянной Вре- тора. мени газоразрядного коммутатора Генератор содержит высоковольтный затягивает длительность фронта формируе- 20 источник 1 постоянного напряжения, полол)огс) LII4lf)J)üñ)до 30",ь QT длительности им- жительный полюс которого через зарядный пульса, дроссель 2 и включенные в прямом направИзвестентакжс генератаруско;)я)ОЩЕГО: лении диоды 3 и 4 соединен с одними из напр))жень)я, содержащий высоковольтный Обкладок конденсаторов 5 и 6 емкостного выпрямитель„цег)ь из зарядного дросселя и 2-" накопителя. Упомянутая обкладка конден 1:fух соедине)1ных анодами диодов, pD ).KQH сатора > соединена с анодом управляемого денсатОРа накОПпталл, Управляемый газо- газоРазрядного коммутатора 7. а через разрядный коммутатор с дросселем в цепи дроссель 8 с регулируемой переменной инанода, линию передачи и индукторы, в кого- дуктивностью с упомянутой обкладкой конрый в целях упрощения конструкции и повы- 30 денсатора 6. Другая обкладка конденсатора шения выходного напряжения введен 6 соединена с одной из выходных клемм дроссель насыщения, гключенный между линии 9 передачи, другая входная клемма катодами "-арядных диодов. которой соединена с катодом газоразрядноОд))ако 1) таком гансраторе формирует- го коммутатора 7, другой обкладкой конденся импульс с неудовлетворительной пло- 35 сатора 5 и одним иэ выводов

cKo!I часть)о, -f)o приводит к нарушению насьпцающегося дросселя 11.Другой из вымоноэнергетичности пу.ка и потерям пучка водов насыщаюшегося дросселя 11 соедивтрактеуcKopoHL J),÷òoвитогас))ижаетКП,Ц - нен с катодом коммутатора 7, одной иэ ускорения. обкладок фильтрового конденсатора 10, от-

Цель)о изобретения является повыше- 40 рицательным полюсом источника 1 постоянние КПД путем улучш. íèÿ плоской части ного напря>жения и заземлен, Другая им))ульса ускоряющего напряжения, обкладка фильтрового конденсатора 10 соеЦель достигается тем, что в генератор, динена с положительным полюсом источнисодержащий высоковсльтный Вь)прямитель, ка 1 постояннОГО напряжения "l Зарядны)4 подкл)оче:)ный параллельно ко))денсатору 4> дросселем 2. На выходе линии 9 передачи ()wJIbTpf), K которол)у f o >KJ)fo feHß цепь из BKJIIO IGf fbf индукторы 12, HG 333eMJIBHHQA зарядного дросселя и двух соединенных катодной шина коммутатора 7 установлен анодами диодов, катоды которых подкл)оче- датчик 13 тока, например пояс Роговского. ны к Обкладкам первого и второго конденса- Управляющий электрод коммутатора 7 соеторов накопителя, управляемый 5" диненс одним из выходов GJIDKa 14 синхрокоммутатор с устройством управления и низации; Обм)>тка управления дросселя 8 с дат гиком тока, установленным на катодной регулируемой переменной индуктивностью шине, лини)о передачи с клеммамидля под- сосдинена с регулируемым источником 15 ключения индукторов, у которой один из питания постоянного тока, например, типа тоководов подкл;ачен к свободным обклад- 55 55-46. Нась)щающийся дроссель 11 имеет кам первого и второго конденсаторов, а дру- две обмотки 16 и 17 размагничивания, вклюгой соединен с катодом управляемого ченные встречно и соответственно соедикоммутатора и заземлен введены дроссель ненные с однотипными блоками 18 и 19 с регулируемой переменной индуктивно- импульсного размагничивания. Обмотки 16 стью, дросссль нас ыгцения Ll блок срВВН8- и 1 7 p33M )ÃHè÷HÂания подкл ю -! ень< Одними

2 )f4082 выводами K катодам тиристорных коммута- разрядного контура конденсатора б обеспе" торов20иотрицательномуполюсуисточни- чивала формирование плоской части имка 21 постоянного напряжения, а другими пульса тока в первичных обмотках выводами к анодам диодов 22 и одним из индукторов 12 при экспоненциальном разобкладок конденсаторов 23. Другие обклад- 5 ряде конденсатора 6. При формировании ки конденсаторов 23 соединены с анодами импульса тока в первичных обмотках индуктиристорных коммутаторов 20, через вклю- торов 12 на оси индукторов возбуждается ченные в обратно 4 направлении диоды 24 с вихревое электрическое поле, в котором одним из выводов зарядного устройства 25, осуществляется ускорение зарях<енных часа через резисторы 26 с катодами диодов 22. 10 тиц. Величина индуктивности дросселя 8 реДругой выводзарядногоустройства25сое- гулируется и подстраивается с помощью диненсположительнымполюсомисточника регулируемого источника 15. При разряде

21 постоянного напряжения 2 l, Управляю- конденсатора 5 от блока 14 и от датчика 13 щие электроды тиристорных коммутаторов тока йодаются сигналы в блок 27 сравнения, 20. блок 14 синхронизации, датчик t3 така 15 выполняющего логического функцию И. По соединенысблоком27сравнения,выполня- достижении сигналом от датчика 13 тока ющего логическую функцию И. Блоки синх- величины, соответствующей началу формирониэации 14 и сравнения 27 являются рования плоской части импульса, за счет типовыми устройствами, применяемыми в установленной величины опорного напряЛ ИУ. 20 >кения в блоке 27 сравнения от блока 27

Предлагаемый генератор работает сле- снимается запускающий импульс на тиридующим образом, сторный коммутатор 20 блока 19 импульсноПри включении генератора осуществля- го размагничивания обмотки 17 ется резонансный заряд конденсаторов 5 и насыщающегося дросселя 11 и после фор6 до двойного напряжения источника 1 пи- 25 мирования плоской части импульса дростания через дроссель 2 и диоды 3 и 4, линию сель 11 насыщается и шунтирует нагрузку9 передачи и первичные обмотки индукто- первичные обмотки индукторов 12. Для укоров 12. Насыщающийся дроссель 1I. нахо- рочения среза формируемого импульса осдится в ненасыщенном состоянии и таточная индуктивность дросселя представляет собой бесконечно большое 30 уменьшается за счет подачи импульса запусопротивление вследствие подачи от блока ска от блока 27 сравнения через находящу27 сравнения запускающего импульса на юся внутри блока 27 регулируемую линию управляющий электрод тиристоркога ком- задержки на управляющий электрод тиримутатора 20 блока 19 импульсного размаг- сторного коммутатора 20 блока 18 импульсничивания обмотки 17 размагничивания и 35 ного размагничивания обмотки 16 формирования на обмотке 17 импульса то- размагничивания, включенной встречно по ка. К дросселю 8 с регулируемой индуктив- отношению к обмотке 17. Коммутатор 20 ностью не приложено напряжение. При блока 18 открывается и конденсатор 23, подаче.на управляющий электрод коммута- предварительно заряженный от источника тора 7 запускающего импульса от блока,4 "0 21 постоянного напрях<ения через зарядное синхронизации конденсатор 5 разряжается устройство 25; диод 24 и обмотку размагничерез коммутатор 7, линию 9 передачи и чивания 16 дросселя 11, разряжается, при первичные обмотки индукторов 12, при этом этом на обмотке 16 размагничивания дросв первичных обмотках индукторов формиру- селя 11 формируется импульс тока подмаг ется фронт импульсатока. При разряде t

12 осуществляется перезарядом конденсаторов 5и 6черезлинию9, первичные обмот- 5 ки индукторов 12 и дроссель 11 совместно с зарядным током конденсаторов 5 и 6 от источника 1 в паузу между импулъсами, При формировании фронта импульса суммарная индуктивность дросселя 8 и газоразрядного 1О коммутатора 7 меньше остаточной индуктивности насыщающегося дросселя прототипа, выполняющего функцию магнитного ключа.

Изобретение позволяет формировать 15 импульс ускоряющего напряжения с более короткими по сравнению с прототипом фронтом и срезом и улучшенной плоской

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР УСКОРЯЮЩЕГО НАПРЯ)КЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО ИНДУКЦИОННОГО

УСКОРИТЕЛЯ, содержащий высоковольтный источник выпрямленного напряжения, 25 первая и вторая выходные клеммы которого. соединены параллельно с первой и второй клеммами фильтрующего конденсатора, первая клемма которого со единена через зарядный дроссель с входа- 0 ми первой и второй параллельных цепочек, каждая из которых включает последовательно соединенные первый диод и накопительный конденсатор, соединенные последовательно блок синхронизации и управляемый газоразрядный коммутатор, первая клемма выхода которого через датчик тока соединена с общей шиной, линию передачи, первая и вторая клеммы входа и40 выхода которой соединены соответственно входа - с выходами первой и второй параллельных цепочек, с общей шиной, выходас первой и второй клеммами, которые являются клеммами для подключения индук-45 торов, отличающийся тем, что в него введены дроссель с регулируемой переменной индуктивностью, первая и вторая клеммы первичной обмотки которого соединены с выходными клеммами введенного источни-50 ка питания, первая и вторая клеммы вто.ричной обмотки которого соединены с выходами первых диодов соответственно первой и второй параллельных цепочек, дроссель насыщения.. который включает55 первую и вторую встречно включенные обмотки размагничивания, первые выходные частью импульса. что расширяет область применения ЛИУ, улучшает моноэнергетичность пучка и существенно уменьшает потери энергии пучка в ускорительном тракте и в итоге повышает КПД ускорителя. Кроме того, в предлагаемом устройстве используется не формирующая линия, а разряд емкостного накопителя, конденсаторы 5 и 6 и коммутатор 7 работают на пониженном напряжении, практически уменьшенном в 2 раза, что повыщает долговечность генератора и позволяет повышать частоту следования импульсов, -Кроме того, предложенное устройство позволяет повысить долговечность ускорительной трубки. (56) Авторское свидетельство СССР

N 1428169, кл. Н 05 Н 11/00, 1987. клеммы которых соединены соответственно через первый и второй введенные блоки импульсного размагничивания, которые соединены последовательно соответственно с вторым и третьим введенными диодами; с входом введенного зарядного блока, выход которого соединен с первой клеммой введенного источника постоянного напряжения, вторая клемма которого соединена с вторыми выходными клемма- ми блоков импульсного размагничивания, первая и вторая клеммы дросселя насыщения соединены соответственно с выходами параллельных цепочек и общей шиной, блок сравнения, который выполнен в виде логического элемента И,.первая и вторая входные клеммы которого соединены соответственно с первой и второй выходными клеммами датчика тока, первая и. вторая выходные клеммы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго блоков импульсного размагничивания, третья выходная клемма которого соединена с управляющим входом блока синхронизации, причем каждый блок импульсного размагничивания . включает первую входную клемму, которая соединена через последовательно соединенные четвертый диод, резистор и тиристор с вторыми входной и выходной клеммами, первая выходная клемма соединена также через конденсатор с первой входной клеммой и непосредственно с входом тиристора. управляющий вход которого соединен с управляющим входом блока импульсного размагничивания.