SU746964A1 - Магнитна система бетатрона" - Google Patents

Description

(Б ) МАГНИТНАЯ СИСТЕМА БЕТАТРОНА

1

Изобретение относитс  к ускорительной технике, и предназначено дл  .ускорени  электронов вихревым электрическим полем. ...

Известна магнитна  система индукционного ускорител  электронов, содержаща  магнитопровод, обмотки возбуждени  и подмагничивани , подключенные к системе питани  l. Причем подмагничивание магнитопровода электромагнита осуществл етс  посто нным током с амплитудным значением , примерно равным амплитудному значению переменной составл ющей тока , а возбуждение электромагнита осуществл етс  синусоидальным током.

Така  схема возбуждени  э.пектромагнита не приводит к увеличению размаха индукции.в стали электромагHiirei в процессе ускорени  частиц, так как значение индукции, измен е.тс  примерно о.т нул  до максимально допустимогсЗ, но при .этом почти вдвое .уменьшаетс  потребл ема  установкой мощность и потери в стали электройагнита .

Наиболее близкой к изобретению из известных решений  вл етс  магнитна  система индукционного

ус сорител , содержаща  электромагнит со сплошным магнитопроводом, обмотки возбуждени , под:5ключенные к импульсной системе питани , обмотку подмагничивани , источник посто нного и диод 2.

Така  схема возбуждени  электромагнита приводит к значительному увеличению размаха индукции в стали элек- .

10 тромагнита в процессе ускорени  частиц , так как -центральный сплошной сердечник магнитопровода предварительно подмагничен до максимально допустимого значени  индукции в нем.

15 При этом така  схема не приводит к уменьшению величины энергии, необхо;цимой дл  возбуждени  электромагнита ускорител , поскольку индуктивность , включенна  в цепь обмотки под20 магничивани , представл ет собой громоздкий энергоемкий дроссель.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение величины энергии, необходимой дл  возбуждени  электромагнита ускорител .

Это достигаетс  тем, -что на полюсах электромагнита уложены петлевые 30 обмотки, которые соедин ютс  после746964 довательно с обмоткой подмагничива .ни , причем источник посто нного тока .подключен кобщим точкам соединени  внутренних и наружных витков пет левых обмоток, а выводы наружных вит ков петлевых обмоток соединены между собой через диод. На фиг. 1 и 2 показано выполнение схемы магнитной системы бетатрона. В статическом состо нии на сплошном магнитопроводе 1 уложены обмотки 2 возбуждени  и обмотка 3 подмагничивани , соединенна  последователь но с уложенными на полюсах магнитопровода 1 петлевыми обмотками 4. Обмотки 2 возбуждени  подключены к емкостйому накопителю 5 импульсной сис темы питани  через коммутирующее устройство 6. Выводы, наружных витков петлевых обмоток 4 соединены между собой через диод 7/ а к общим точкам соединени  внутренних и наружных витков петлевых обмоток 4 подключен источник 8 посто нного то.ка. XtTHa фиг. 3 показаны эпюры изменени  магнйтнйх потЪкдв токоё ifHaitр жёний в схеме, где цифрами обозначено: . . .: изменение напр жени  емкостного накопител  5; изменение ампервитков обмотки 3 подмагничивани ; 11 - изменение ампервитков обмоток 2 возбуждени ; изменение ампервитков петлевых обмоток 4 ; изменение магнитного потока (индукции) в области вакуумной камеры; . изменение магнитного потока индукции) в стали электро .магнита. Схема работает следующим образом. В исходном состо нии от источника 8 пЬстойнного тока через внутренние .витки петлевьах обмоток 4 и обмотку 3 подмагничивани  протекает посто нный ток. Поскольку магнитопровод 1 электромагнита выполнен сплошным, бе воздушных зазоров, то дл  перемагничивани  стали требуютс  незНачительные ампервитки.В момент времени t емкостной накопитель 5 через коммути рующее устройство 6 подключаетс  к обмоткам 2 возбуждени .При этом за счет ЭДС7 наводимой на обмоткё 3под магничивани  , диод 7 включаетс  и- то в петлевых обмотках 4 начинает йзШ н тьр , За счет амиёрвитков, наврди №|к,.и обмотке 3 поймагничйванйй, пе ременный магнитный поток, создаваемый обмотками 2 возбуждени , делитс на две части. Перва  часть, пропорц ональна  ампервиткам обмотки 3, вытесн етс  из центрального сердечник и замыкаетс  через воздушныймежпол мый зазор. Друга  часть, обратно п порциональна ампервиткам обмотки 3, пронизыва.ет центральный сердечник крива  14 на.фиг. 3). При, этом управл ющее поле в воздушном межполюсном зазоре электромагнита складываетс  из пол , создаваемого ампервитками петлевых обмоток 4, и пол , вытесн емого из центрального сердечника электромагнита ампервитками обмотки 3 (крива  12 на фиг. 3). Это поле удерживает электроны на равновесной орбите и измен ет свою величину от нул  до максимально допустимого значени . Магнитный поток, пронизывающий центральный сердечник и измен ющийс  от максимально допустимого отрицательного значени  до максимально допустимого п элржительного значени , создает вйхревЪе электрическое поле. необходимое дл  ускорени  частиц. Выполнение бетатронного соотношени  (удвоенное значение индукции на равновесной орбите равно, среднему значению изменени  индукции в круге орбиты) осуществл етс  выбором соответствующего коэффициента трансформации обмоток 2 и 3 и числа витков петлевых обмоток. В момент времени t / после окончани  цикла ускорени , в обмотках 2, 3 и 4 формируетс  спадающа  часть импульса тока. При этом энерги , отдаваема  емкостным накопителем 5 в магнитное поле электромагнита за врем  t2 - Ц , в течение времени t - tg обратно рекуперирует в накопитель 5. Поскольку в предлагаемой схеме замыкание центрального воздушного зазора не требует наличи  громоздкой энерго- . емкой индуктивности в цепи обмотки подмагничийани , энерги , требуема  дл  возбуждени  электромагнита, по сравнению с .известными -схемами существенно (на 30-40%) уменьшаетс .. формула изобретени  Магнитна  система бетатрона, содержаща  электромагнит со сплошным магнитоп1 оврдом, обмотки возбуждени , подключенные к импульсной системе питани , обмотку, подмагничивани , источник посто ниоро тока и диод, о тл и ч а ю щ а   с   .тем, что, с целью уменьшени  энергии, требуемой дл  возбуждени  электромагнита, на его полюсах уложены петлевые обмотки, соединенные последовательно с обмоткой подмагничивани , источник посто нного тока подключен к, общим точкам сёединени  внутренних и наружных витков петлевых обмоток, а выводы наружных витков петлевых обмоток соединены между собой через диод. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент СЙА № 2660678, кл. Н 05 Н 7/04.. 2.ABtopcKoe свидетельствоСССР 524477, кл. Н 05 Н 7/04, 1975 (прото тип ) .

PU2.1

Claims (1)

1. формула изобретения Магнитная система бетатрона, содержащая электромагнит со сплошным магнитоп]£>оврдом, обмоткй возбуждения, подключенные к импульсной системе питания, обмотку, подмагничивания, источник постоянного тока и диод, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения энергии, требуемой для возбуждения электромагнита, на его полюсах уложены петлевые обмотки, соединенные последовательно с обмоткой подмагничивания, при^азм источник • постоянного тока подключен к общим точкам соединения внутренних и наружных витков петлевых обмоток, а выводы наружных витков петлевых обмоток соединены между собой через диод.