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AVEC FLUX DE COMMANDE ENGENDRE.PAR UNE BOBINE ALIMENTEE EN COURANT
SINUSOÏDAL,
On connaît déjà des installations pour l'accélération de particules chargées électriquement, dans lesquelles, comme par ex. dans le transformateur de rayons (Bêtatron), le flux d'induction et le flux de commande sont engendrés au moyen de la même. bobine d'excitation qui est. alimentée en courant sinusoïdal, et dans lesquelles les deux.flux se ferment par un certain nombre de culasses disposées en étoile dans des plans radiaux par rapport à l'axe d'enroulement de cette bobine. Dans un tel transformateur de rayons, il faut qu'il existe à tout moment une relation déterminée entre l'induction magnétique B dans le flux d'excitation et- dans l'espace du champ de commande, pour que, pendant le processus d'accélération, les électrons
se meuvent sur la trajectoire circulaire prescrite, appelée cercle d'équilibre. L'allure sinusoïdale de l'intensité du champ de commande, doit être en phase avec l'intensité du champ d'induction dans le flux d'excitation, qui est également sinusoïdale, et, de plus, l'intensité du champ de commande doit avoir une grandeur déterminée par rapport à l'intensité de champ dans le flux d'excitation. Si l'induction dans une partie de l'espace du champde commande est plus petite ou plus grande que la valeur répondant à cette condition, les électrons s'écartent de la trajectoire circulaire désirée
et même parfois tellement fort qu'ils ne peuvent plus être ramenés sur le cercle d'équilibre original, tel que c'est le cas dans un certain domaine dans le voisinage du cercle d'équilibre, pour une allure déterminée du champ de commande, en direction radiale et axiale. Les électrons vont alors frapper la paroi du tube en anneau de cercle et sont perdus pour l'accélération ultérieure.
Il a maintenant été constaté que cela peut se produire principalement lorsque .l'allure du champ de commande présente, sur une partie de l'étendue de la trajectoire des électrons, un certain déphasage par rapport à l'allure requise, ce qui peut par exemple résulter de pertes dans le fer plus ou moins grandes dans une des culasses. Dans la Fig-. 1, la courbe S montre l'allure correcte, dans le temps, du champ de commande pendant la période d'accélération, qui devrait exister sur toute la trajectoire des électrons pour éviter une déviation du cercle d'équilibre, tandis que la cour- be F représente l'allure du flux de commande existant effectivement dans une culasse, qui peut résulter de trop fortes pertes dans le fer dans cette culasse.
On constate que, si la courbe S représente l'allure correcte du champ de commande, répondant aux conditions dont question ci-dessus.une allure selon la courbe F ne peut plus satisfaire à ces conditions, mais que le champ de commande sous cette culasse est alors un peu.trop faible, de sorte que le rapport correct n'existe plus entre-le flux d'induction et le flux de commande.
Non seulement dans les transformateurs de rayons mais aussi dans les synchrotrons, il faut maintenir une intensité de champ magnétique déterminée et une même évolution de celle-ci, dans le temps, sur toute là circonférence, aussi longtemps que les électrons parcourent toujours de nouveau le champ de potentiel accélérateur. Pour la génération du flux du champ de commande, il faut donc tenir compte, dans- le cas d'un synchotron, de règles correspondant à celles dont il faut tenir compte dans le cas d'un transformateur de rayons.
L'expérience ayant prouvé que les susdits déphasages locaux du champ de commande peuvent même se présenter -lorsqu'on apporte le plus grand
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installation pour l'accélération de particules chargées électriquement, dans laquelle le flux de commande est engendré au moyen d'une bobine alimentée
par courant sinusoïdal et se ferme par un certain nombre de culasses disposées en étoile dans des plans radiaux par rapport à l'axe d'enroulement de cette bobine, il faut agencer, sur au moins une de ces culasses,, une bobine qui engendre, dans la partie du tube en anneau de cercle, qui se trouve le plus près- de la culasse en question, un flux additionnel de grandeur réglable, à déphasage instantané par rapport au flux de commande-.
Un exemple d'exécution de l'invention est représenté schématiquement dans les Figs. 2 et 3 du dessin annexé, la Fig. 2 montrant une coupe verticale et la Fig. 3 une coupe horizontale d'un transformateur de rayons. En Fig. 2, 10 désigne 1*'entrefer-daim le parcours du flux d'excitation,
avec les deux faces polaires 11 et 12, tandis que 13 désigne la coupe transversale d'un tube en anneau'de cercle qui est situé dans l'espace du champ
de commande, présentant les faces coniques d'épanouissement polaire 14, 15. Le flux par l'entrefer et le flux par l'espace du champ de commande sont engendrés par les mêmes enroulements 16, 17, qui sont représentés d'une fagon purement schématique. Les deux flux se ferment par exemple par six culasses
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posées radialement.et qui- conduit le flux de commande et d'induction,- tel qu'il ressort de la Fig. 3. Sur chacune de ces six culasses est chaque fois montée une bobine 24-29 ne comprenant qu'environ dix spires, qui doit engendrer un flux additionnel déphasé de grandeur réglable par rapport au flux
de commande, dans la partie du tube en. anneau de cercle qui se trouve le plus près de la culasse envisagée.
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la tension appliquée à l'enroulement 16, 17. La polarité de cette tension peut être choisie librement, tout comme peut l'être la grandeur du courant dans chaque bobine, au moyen d'une résistance montée en série avec chaque bobine. Si cette résistance-est grande par rapport à l'inductance de la- bobine disposée sur la culasse considérée, le flux additionnel est déphasé d'environ. 90[deg.] par rapport au flux de commande engendré par l'enroulement 16, 17,
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pour l'induction du champ de commande BF (correspondant à la courbe F en Fig.
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être réglé, à l'aide de la résistance, à la position de phase qui correspond à la courbe désirée S en'Fig. 1. Par conséquent, le réglage de la résistance en série avec chaque bobine, à polarité appropriée de la tension à 90[deg.], permet <EMI ID=7.1>
d'éviter complètement la perturbation par suite de déphasages locaux du champ de commande,
Le fait que le flux additionnel engendré dans une des culasses se ferme, pour de loin la plus grande partie, par la partie de l'entrefer du champ de commande, qui se trouve le plus près de cette culasse, doit être attribué à ce que les tôles, s'étendant suivant la direction radiale du corps de fer centrale empêchent pratiquement, par formation de courants parasites, le passage du flux par d'autres parties du tube en anneau de cercle.
Au lieu de raccordèr les bobines 24-29 individuellement à une
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de champ de commande, en avance ou en retard de phase, on peut aussi courtcircuiter les bobines individuellement, chaque fois par une résistance réglable. Le flux engendré par les bobines 18, 19 induit alors dans les bobinas sur les culasses individuelles une tension déphasée de 90[deg.] en retard, donnant lieu à l'obtention, à cause de la charge purement ohmique par les résistances en question, d'un courant pratiquement de-même, phase et donc d'un flux addi-
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duit dans une culasse- et le flux S dans les autres, on engendre dans ces dernières culasses, par le réglage des résistances, des flux additionnels en retard de phase, de sorte que dans toutes les culasses passe alors un flux selon la courbe F de la Fig. 1, c'est-à-dire qu'il ne se produit plus de déphasages locaux du flux, de commande le long de tout le pourtour de la trajectoire des électrons, mais que le flux de commande est, tel qu'il est requis, partout en coïncidence de phase- avec le flux d'induction.
Il convient encore de noter que l'invention s'applique aussi bien aux transformateurs de rayons sans aimantation préalable qu'à ceux avec aimantation préalable. La composante de courant continu, qui doit être ajoutée au flux de commande pour le service avec aimantation préalable, est une simple grandeur additive, n'ayant aucune influence sur les conditions, mentionnées au début de la description,.'qui se rapportent aux composantes de courant alternatif dans le flux de commande- et le flux d'induction.
REVENDICATIONS.
1 - Installation pour l'accélération de particules chargées électriquement, dans laquelle le flux de commande est engendré au moyen d'une bobine alimentée par courant sinusoïdal et se- ferme par-un: certain nombre de culasses disposées- en étoile dans des' plans radiaux par rapport-- à l'axe d'enroulement de cette- bobine, caractérisée- en ce que- sur au moins-
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nel de grandeur réglable, à déphasage instantané par rapport au flux de commande, dans la partie du- tube en anneau de- cercle, qui se trouve le plusprès de la culasse considérée.
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WITH CONTROL FLOW GENERATED BY A CURRENT COIL
SINUSOIDAL,
Installations are already known for the acceleration of electrically charged particles, in which, such as e.g. in the ray transformer (Bêtatron), the induction flux and the control flux are generated by means of the same. excitation coil that is. supplied with sinusoidal current, and in which the deux.flux are closed by a number of yokes arranged in a star in radial planes with respect to the winding axis of this coil. In such a ray transformer, there must be at all times a definite relationship between the magnetic induction B in the excitation flux and - in the control field space, so that during the process of acceleration, electrons
move on the prescribed circular path, called the circle of balance. The sinusoidal shape of the intensity of the control field must be in phase with the intensity of the induction field in the excitation flow, which is also sinusoidal, and, moreover, the intensity of the control field must have a magnitude determined with respect to the field strength in the excitation flux. If the induction in a part of the control field space is smaller or larger than the value meeting this condition, the electrons deviate from the desired circular path
and even sometimes so strong that they can no longer be brought back to the original equilibrium circle, as is the case in a certain area in the vicinity of the equilibrium circle, for a determined shape of the control field, in radial and axial direction. The electrons will then hit the wall of the tube in a ring of a circle and are lost for further acceleration.
It has now been observed that this can occur mainly when the shape of the control field presents, over part of the extent of the electron path, a certain phase shift with respect to the required rate, which may for example example result from more or less losses in the iron in one of the cylinder heads. In Fig-. 1, the curve S shows the correct shape, in time, of the control field during the period of acceleration, which should exist over the entire trajectory of the electrons to avoid a deviation of the equilibrium circle, while the current be F represents the shape of the control flow that actually exists in a cylinder head, which can result from excessive losses in the iron in this cylinder head.
It can be seen that, if the curve S represents the correct shape of the control field, meeting the conditions of which question above, a speed according to the curve F can no longer satisfy these conditions, but that the control field under this cylinder head is then a little too low, so that the correct ratio no longer exists between the induction flow and the control flow.
Not only in ray transformers but also in synchrotrons, it is necessary to maintain a determined magnetic field intensity and the same evolution of this one, in time, on all the circumference, as long as the electrons always traverse again the accelerating potential field. For the generation of the flow of the control field, it is therefore necessary to take into account, in the case of a synchotron, rules corresponding to those which must be taken into account in the case of a ray transformer.
Experience having proved that the aforementioned local phase shifts of the control field can even occur - when the greatest
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installation for the acceleration of electrically charged particles, in which the control flow is generated by means of a powered coil
by sinusoidal current and is closed by a number of yokes arranged in a star shape in radial planes with respect to the winding axis of this coil, it is necessary to arrange, on at least one of these yokes, a coil which generates, in the part of the tube in the ring of a circle, which is located closest to the cylinder head in question, an additional flow of adjustable magnitude, instantaneously out of phase with respect to the control flow.
An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in Figs. 2 and 3 of the accompanying drawing, FIG. 2 showing a vertical section and FIG. 3 a horizontal section of a spoke transformer. In Fig. 2, 10 designates 1 * 'air gap-suede the path of the flow of excitation,
with the two pole faces 11 and 12, while 13 denotes the cross section of a ring-shaped tube which is located in the space of the field
control, having the tapered pole shoe faces 14, 15. The flux through the air gap and the flux through the control field space are generated by the same windings 16, 17, which are represented in a purely schematic. The two flows are closed for example by six cylinder heads
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posed radially. and which conducts the control and induction flow, - as shown in FIG. 3. On each of these six cylinder heads is mounted each time a coil 24-29 comprising only about ten turns, which must generate an additional phase-shifted flux of adjustable magnitude with respect to the flux.
order, in the part of the tube. circle ring that is closest to the intended cylinder head.
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the voltage applied to the winding 16, 17. The polarity of this voltage can be chosen freely, as can the magnitude of the current in each coil, by means of a resistor mounted in series with each coil. If this resistance is large compared to the inductance of the coil placed on the yoke considered, the additional flux is phase-shifted by approximately. 90 [deg.] With respect to the control flow generated by winding 16, 17,
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for the induction of the LF control field (corresponding to the curve F in Fig.
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be adjusted, using the resistor, to the phase position which corresponds to the desired curve S in 'Fig. 1. Therefore, setting the resistance in series with each coil, with the correct polarity of the voltage at 90 [deg.], Allows <EMI ID = 7.1>
completely avoid disturbance as a result of local phase shifts in the control field,
The fact that the additional flow generated in one of the cylinder heads closes, for the most part by far, by the part of the control field air gap, which is located closest to this cylinder head, must be attributed to the fact that the sheets, extending in the radial direction of the central iron body, practically prevent, by formation of parasitic currents, the flow of flow through other parts of the tube in a ring of a circle.
Instead of connecting coils 24-29 individually to a
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control field, early or late in phase, the coils can also be short-circuited individually, each time by an adjustable resistance. The flux generated by the coils 18, 19 then induces in the coils on the individual yokes a phase-shifted voltage of 90 [deg.] Late, giving rise to obtaining, because of the purely ohmic load by the resistors in question, of a current practically of the same, phase and therefore of an addi-
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produced in one cylinder head - and the flux S in the others, one generates in these latter cylinder heads, by the adjustment of the resistors, additional fluxes in phase lag, so that in all the cylinder heads then passes a flux according to the curve F of Fig. 1, that is, no more local phase shifts of the control flow occur along the entire periphery of the electron path, but the control flow is, as required , everywhere in phase coincidence with the induction flux.
It should also be noted that the invention applies equally to ray transformers without prior magnetization as to those with prior magnetization. The direct current component, which must be added to the control flow for the service with prior magnetization, is a simple additive quantity, having no influence on the conditions, mentioned at the beginning of the description, which relate to the components. of alternating current in the control flow- and the induction flow.
CLAIMS.
1 - Installation for the acceleration of electrically charged particles, in which the control flow is generated by means of a coil supplied by sinusoidal current and is closed by a: a number of yokes arranged in a star in planes radial with respect to - the winding axis of this - reel, characterized - in that - on at least -
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nel of adjustable magnitude, instantaneously out of phase with respect to the control flow, in the part of the circular ring tube, which is closest to the cylinder head in question.