基于PREF的扫描磁铁电源设计与实现

PREF装置是中国科学院新疆理化技术研究所与近代物理研究所联合设计建造的10~60 MeV质子同步加速器,属于国内唯一的位移损伤效应模拟试验专用装置。针对该装置的扫描磁铁电源输出电流频率200 Hz、跟踪误差小于≤±5×10^(-3)的技术要求,采用三组H桥串联拓扑方案,通过移相控制,基于脉宽调制实现技术要求。经仿真与测试结果表明:电源能够输出峰-峰值为±420 A,幅值与频率均连续可调的高精度三角波电流,满足工程应用要求。

一种快校正磁铁电源设计与仿真

快校正磁铁电源是光源和加速器中重要的设备。随着光源性能的提升,加速器对快校正磁铁电源的性能也提出了更高要求。为满足快校正磁铁电源性能要求和简化设计过程,开展了快校正磁铁电源控制策略和仿真研究,并提出了PI控制加二阶相位补偿的方法作为快校正磁铁电源的控制策略;利用伯德图设计快校正磁铁电源的相位补偿参数,以提高电源系统相位裕量。该方法不仅保证了电源系统工作在深度负反馈状态,而且简化了相位补偿的参数计算过程。为了验证控制策略的正确性和有效性,提出用压控电压源代替开关器件开展电源性能仿真的方法。仿真结果验证了上述控制策略的可行性和有效性,同时验证了上述仿真方法的有效性和高效性。

基于DSP5402的磁铁电源数据采集控制模块的设计

介绍了一种基于DSP处理器TM S320VC 5402的磁铁电源电流数据采集控制模块,给出了模块的硬件组成和软件设计。目前该控制模块已应用在H IRFL-CSR主环的Bum per磁铁电源控制中。

用于重离子加速器磁铁电源的数字调节器设计

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环上采用高级RISC微处理器(ARM)+现场可编程门阵列(FPGA)+DA/AD技术、状态空间方程方法实现对磁铁电源系统数字调节器的设计,它可以实现5阶及以下各阶的调节控制。运用ARM作为调节控制系统的核心处理器,完成系统的多线程任务处理。电源的精度调节通过FPGA和DA/AD相结合的技术来实现,通过千兆光纤接口实现外接数字信号处理器输入信号的直接传输。同时通过光电隔离器对叠加在输入/输出32 bit数字状态量的干扰脉冲进行抑制。经现场测试该调节器达到了加速器电源系统1×10-4量级的精度要求,并减少了电源系统的故障恢复时间。

兰州放射性核束流线的磁铁与电源

:描述了兰州重离子加速器国家实验室最近建成的兰州放射性核束流线(RIBLL)的磁铁和电源系统的物理设计和性能特点。考虑高阶分量的影响,二级偏转磁铁的入口和出口极面采用二次曲面形状,除使磁铁起偏转作用外,还有聚焦和发散的功能。RIBLL中首次采用大功率开关电源。

中国散裂中子源磁铁电源系统

在特种电源行业中,粒子加速器用电源一直占有十分重要的地位。粒子加速器是指利用电磁场加速带电粒子的装置,而若使一束带电粒子在加速器真空管道中沿设定的理想轨道上稳定运行,必须根据粒子动力学理论计算确定一套沿粒子轨道分布的精密组合的磁场结构(Lattice),这些磁场成分大多由不同类型的电磁铁产生,粒子加速器用电源的基本作用就是向这些电磁铁提供可编程励磁电流,以保证实现各种运行模式的磁场结构。在此将介绍我国十二五规划中"科技创新能力建设重点"项目之一的中国散裂中子源(CSNS)的磁铁电源系统构成、关键技术、设计方案及其工程现状。

重离子加速器磁铁电源控制系统研制

重离子加速器通过一定周期的磁场对带电粒子进行约束,磁铁电源是产生所需磁场的关键部件,因此,要求磁铁电源控制系统具备高效性、稳定性、精确性。磁铁电源需按加速器运行周期进行响应运行。重离子加速器磁铁电源的时序必须严格按重离子加速器控制系统的控制时序进行控制。本工作研制了重离子加速器磁铁电源控制系统,通过磁铁电源控制器与同步时钟系统的通信进行控制时序的运行;通过与中央数据库的数据通信获取磁铁电源控制器所需的全部数据(如同步事例数据、波形数据等)。同步时钟信号一旦触发,磁铁电源控制器进行相应的数据获取并进行插值运算输出至磁铁电源进行控制。重离子加速器磁铁电源控制系统同步精度为1μs,实验平台测试控制器平台纹波精度为100ppm,能满足重离子加速器实验运行的要求。

HIRFL-CSR可控硅脉冲二极磁铁电源预研究

简要介绍了兰州重离子加速器冷却储存环电源系统的概况 ,指出了电源系统建设中的主要难点和设计制作大功率可控硅脉冲电源样机的必要性 .并且详细介绍了已经完成的可控硅脉冲电源样机的实施方案、电路原理、关键技术和测试结果等 .

高能同步辐射光源储存环快校正磁铁电源设计

高能同步辐射光源(HEPS)具有0.1 nm·rad的超低发射度,对束流稳定度提出了较高要求,研制1台高性能快校正磁铁电源用来提高快速轨道反馈系统(FOFB)的性能以提升束流稳定度。电源样机采用新颖的多电平级联拓扑结构提升电源样机的动态性能,使用基于数字控制的新颖控制方法实现样机的动态性能提升。软件仿真与样机试验数据证明,电源样机具有10 kHz小信号带宽、电源阶跃响应时间小于70μs、输出电流纹波低于20 ppm,电源样机可很好地满足HEPS建设需求。

40kV/6kA引出Kicker磁铁脉冲电源设计

从脉冲电源参数计算、电源整体设计、脉冲形成网络(PFN)设计和优化等方面介绍了中国散裂中子源快循环同步加速器引出Kicker磁铁脉冲电源的初步设计情况,提出一种新型的低阻抗PFN设计方法,给出了脉冲电源和PFN的参数,利用PSPICE程序仿真了充电电压为36.5 kV时磁铁的励磁脉冲电流波形,励磁电流脉冲幅值达到5.8 kA。仿真结果表明:PFN的单元电容电感相同时,采用较多的PFN节数,励磁电流脉冲宽度会变宽,电流脉冲前沿和平顶度没有显著变化;采用合适长度的电缆,可以有效避免反射电流对主脉冲电流波形产生影响。

10kA冲击磁铁电源的设计

为了改善光源运行稳定性和提高光源性能指标,设计冲击磁铁电源,其电流波形为半个衰减正弦波,峰值电流10 kA。设计中采用了相控整流、高频逆变谐振充电、充氘闸流管、放电回路同轴结构、可编程控制器等。实际运行结果证明电源波形质量好、精度高、运行可靠性好、智能化程度高。

降低直流磁铁电源纹波用有源滤波器研究

有源滤波器常用于降低磁铁电源输出电流纹波,但是存在响应延时和补偿精度不足的问题。采用改进电流平均值法代替低通滤波器进行谐波分量的提取,仿真表明提高了谐波检测速度;分析了PI控制跟踪正弦信号存在稳态误差的物理本质,提出采用PI与重复控制相结合的新型复合控制策略,仿真表明该控制策略减小了系统稳态误差。通过仿真分析,验证了所提方案具有较高的动态性能和补偿精度。

60A/200V 重离子扫描磁铁供电三角波电源

给出了５０Ｈｚ６０Ａ／２００Ｖ重离子扫描磁铁供电三角波电源的设计原理、技术指标、方案选择和研制结果。

加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计

加速器磁铁电源的逻辑保护和控制一般通过可编程逻辑控制器PLC实现。随着现代加速器技术的发展,电源的控制趋于全数字化,电源的逻辑控制可以综合至其数字控制芯片中得以实现,例如现场可编程门阵列FPGA。文章介绍了两种加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计方法,以FP-GA作为控制器件,实现电源的逻辑保护和控制功能。

基于Web的BEPCⅡ磁铁电源的远程监控系统

目前,国内外加速器控制均采用基于以太网的分布式体系结构,控制软件绝大多数采用组态软件包EPICS。而基于Web的远程监控,在当前国际加速器控制领域是一前沿课题。本工作研究了EPICS系统与Web的接口技术,并在此基础上实现了基于Web的BEPCⅡ磁铁电源的远程监测。

逆变电源用纳米微晶软磁铁芯

介绍了一种FeNbCuSiB纳米微晶合金铁芯 ,这种铁芯具有低损耗、低剩磁和高磁导率等优良磁性能。介绍了两种铁芯保护装置能有效地散热 ,同时介绍了铁芯的热稳定性和逆变电源变压器的设计要求。这种铁芯适用于 2 0～ 10 0kHz下的各种高频大功率电源变压器。

合肥光源6T超导Wiggler磁铁电源系统

叙述了我国第一台６Ｔ超导Ｗｉｇｇｌｅｒ磁铁电源系统的组成、失超保护电路、控制系统的组成及实际操作。

HIRFL-CSR主环磁铁电源数据采集控制模块设计

介绍了一种基于微处理器TM S320VC 5402的磁铁电源电流数据采集控制模块,给出了模块的硬件组成和软件设计。经过测试表明该模块具有非常高的控制精度,处理能力强,速度快,而且集成度高,便于组成网络控制系统,现已应用于H IRFL-CSR主环六极磁铁电源控制系统中。

加速器磁铁电源PSO-LQR控制器设计与研究

磁铁电源是加速器的重要组成部分.该设计以磁铁电源为控制对象,并提出了基于PSO的磁铁电源LQR控制器的设计.首先,利用现代控制理论建立了磁铁电源的状态空间模型,而后采用粒子群算法对磁铁电源LQR控制器加权矩阵进行了优化,以保证能够为加速器快速地提供所需的磁场.仿真结果表明,该课题所采用的方法能够满足系统输出快速响应的要求,各项指标优于传统方法所得到的结果.

混合有源滤波在直流磁铁电源整流装置中的应用

针对直流磁铁电源的并联12脉波整流电路进行分析,而12脉波整流装置产生的主要特征谐波由无源滤波器滤除,有源部分使用注入式电路,以抑制无源支路和电网等效电感产生的谐振现象并可以显著降低有源装置的容量。而针对瞬时无功功率理论的不足,谐波电流检测采取了实时性更好的单位功率因数法(UPF)。最后对整个整流装置和串联谐振注入式混合有源滤波装置进行了simulink仿真,仿真结果表明了该磁铁电源的综合补偿系统的可行性和有效性。