(54) МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ИНДУКЦИЭННОГО УСКОРИТЕЛЯ
Изобретение относитс к области ускорительной техники и предназначено дл ускорени электронов вихревым электрическим полем. Известна магнитна система индукционного усилител электронов, содержаща магнитопровод,обмотки возбуждени и подмагничивани ,подключен ные к системе питани . Причем подмагничивание магнитопровода электромагнита осуществл етс посто нным током с амплитудным значением, равным , примерно, амплитудному значению переменной составл ющей тока, а возбуждение электромагнита осуществл етс синусоидальным током . Така схема возбуждени электромагнита не приводит к увеличению размаха индукции в стгши электромагнита в процессе ускорени частиц,так как значение индукции измен етс , примерно, от нул до максимально допустимого, но при этом почти вдвое уменьшаютс потребл ема установкой мощность и потери в стали электромаг нита. Известна также магнитна система индукционного ускорител , содержаща магнитопровод, источник посто нного тока и подключенные к содержащей емкостный накопитель импульсной системе питани обмотки возбуждени и обмотку подмагничивани , уложенную на сплошном центральном сердечнике магнитопровода t23 . Така схема возбуждени электромагнита приводит к значительному увеличению размаха индукции в стали электромагнита в процессе ускорени частиц, так как центрешьный сплошной сердечник магнитопровода предварительно подмагничен до максимально допустимого отрицательного значени индукции в нем. Однако эта схема не лриводит к уменьшению величины энергии, необходимой дл возбуждени электромагнита ускорител , поскольку индуктивность, включенна в цепь обмотки подмагничивани , представл ет собой громоздкий, энергоемкий дроссель. Цель изобретени - снижение величины энергии, необходимой дл возбуждени электромагнита ускорител . Это достигаетс тем, что обмотка подмагничивани включена последовательно и встречно с обмоткой возбуждени , причем обща точка соединени обмоток возбуждени и подмагничивани через источник посто нного тока соединена с обкладкой емкостног накопител , В выполненной таким образом магнитной системе уменьшение магнитного сопротивлени центральной части межполюсного пространства за счет замыкани центробежного воздушного зазора компенсируетс магнитодвижущейсилой обмотки подмагничивани ,уложеиной на сплошном центральном сердечнике и включенной последовательно и встречно с обмотками возбуждени . Требуема пропорциональность, изменени потока в пределах орбиты и пол на орбите (бетатронное отношение 2:1 определ етс соотношением магнитодви жущих сил обмоток возбуждени и подмагничивани , а поскольку в течение всего интервала ускорени по обмоткам протекает общий ток, выполнение требуемой пропорциональности обеспечиваетс выбором соответствующего коэф фициента трансформации обмоток возбуждени и подмагничивани . Изв-естно что магнитный поток,, пронизывающий центральный галетный блок электромаг нита, составл ет 70-80% от суммарного магнитного потока, и запасаема в центральном воздушном зазоре энерги составл ет значительную часть энергии, требуемой ул возбуждени , электромагнита.Поскольку в предлагае мой магнитной системе замыкание центрального воздушного зазора не требует наличи громоздкого энергоемкого реактора в цепи обмотки подмагничивани , энерги , требуема дл возбуждени электромагнита, уменьшаетс в 1,5-2 раза по сравнению с известными схемами. На фиг.1 дана схема магнитной сис темы индукционного ускорител ; на фиг.2 - его импульсна система питани ; на фиг.3 - эпюры изменени маг нитных потоков, токов и напр жений в схеме. Магнитна система индукционного . ускорител состоит из магнитопровод 1 электромагнита ускорител , обмоток 2 возбуждени , обмотки 3 подмаг ничивани , вакуумной камеры 4, исто ника 5 посто нного тока, емкостного накопител б, управл емых вентилей .7 и 8, коммутирующего конденсатора коммутирующего дроссел 10, коммутирующего диода 11, управл емого вен тил 12 и и .неуправл емых, вентилей 13 и 14. На фиг.З показаны эпюры изменени Магнитных потоков, токов и напр жени в схеме, где 15 - изменение напр жени на емкостном накопителе; 16 - из менение тока обмоток 2 возбуждени ; 17 - изменение тока обмоток 3 подмаг ничивани ; 18 - изменение напр жени на коммутирующем конденсаторе 9; 19 изменение напр жени на обмотках 2 возбуждени ; 20 - изменение ампервит -ков обмоток 2 возбуждени 2; 21 изменение ампервитков обмотки подмагничивани ; 22 - изменение магнитного потока (индукции) в стали электромагнита; 23 - изменение магнитного потока (индукции) в области вакуумной камеры 4. Схема работает.следующим образом. в исходном состо нии от источника 5 посто нного тока через включенный управл емый вентиль 8 в обмотке 3 подмагничивани протекает посто нный ток. Поскольку в магнитопроводе 1 отсутствуют воздушные зазоры, то дл перемагничивани стали требуютс незначительные ампервитки, и поле в межполюсном пространстве практически отсутствует, В момент времени t (см. фиг,3) емкостный накопитель 6 через включенные управл емые вентили 7 и 8 подключаетс к обмоткам 2 и 3, Коммутирующий конденсатор 9 зар жаетс от е.мкостного накопител б через коммутирующий дроссель 10 и коммутирующий диод 11, За счет ампервитков обмотки подмагничивани 3 переменный магнитный поток, создаваемый обмотками 2 возбуждени , делитс на две части. Перва часть, пропорциональна ампервиткам обмотки 3, вытесн етс из центрального сердечника и. замыкаетс через межполюсный возд/шный .зазор (крива 23) , Эта часть переменного магнитного потока вл етс управл ющей и удерживает ускор емые электроны на равновесной орбите. Друга часть, обратно пропорциональна ампервиткам обмотки 3, замыкаетс через центральный.сердечник, Эта часть переменного магнитного потока создает вихревое электрическое поле, ускор ющее электроны. Выполнение бетатронного соотношени (значение индукции на равновесной орбите равно удвоенному среднему значению изменени индукции в круге, ограниченном равновесной орбитой) осуществл етс путем выбора соответствующего коэффициента трансформации обмоток 2 и 3. В момент времени t2, после окончани процесса ускорени , включаетс управл емый вентиль 12, -и под действием напр жени коммутирующего конденсатора 9 управл емые вентили 7 и 8 обесточиваютс и выключаютс , а ток обмоток.2 и 3 замыкаетс в цепи управл емого вентил 12 и коммутирующего конденсатора 9. Конденсатор 9 перезар жаетс и в момент времени tj, когда напр жение на нем и на емкостном накопителе 6 сравниваетс , неуправл емые вентили 13 и 14 открываютс . При этом ток обмотки 3 падает до нул , а ток обмотки 2 переходит в цепь неуправл емых вентилей 13 и 14, и емкостный накопитель б зар жаетс с той же пол рностью, что и разр жалс . Таким образом, энерги , отдаваема накопителем б за t. i в магнитное