Поделиться
В ТПУ разработали источники питания для магнитов синхротрона «Сила»
Специалисты Томского политехнического университета разработали прототипы источников питания для фокусирующих магнитов ускорительно-накопительного комплекса «Сила». Разработка политехников позволит поддерживать стабильный ток в обмотках магнитов в заданных пределах и обеспечит эффективную и безопасную работу магнитной системы синхротрона. Работа выполнена по заказу интегратора проекта, компании ООО «ТомИУС-Проект». Об этом CNews сообщили представители ТПУ.
Проект «Сила» («СИнхротрон-ЛАзер») – это принципиально новый синхротронный комплекс, объединяющий в себе синхротронный источник IV поколения на 6 ГэВ и рентгеновский лазер на свободных электронах. На установке будут проводить исследования в области био- и нанотехнологий и материаловедения. Работы по строительству синхротрона будут идти в подмосковном наукограде Протвино, их планируют начать в 2026 г. Проект инициирован Научно-исследовательским центром «Курчатовский институт».
«Сегодня на рынке отсутствуют серийно выпускаемые изделия с требуемыми метрологическими характеристиками. Инженеры Томского политеха спроектировали и изготовили два типа программно-управляемых источников питания. Они будут использоваться в системе управления основными и корректирующими обмотками магнитов ускорительно-накопительного комплекса и обеспечивать формирование в обмотках магнитов токов заданной величины. Источники тока в синхротроне нужны для питания электромагнитов, с помощью которых управляют траекторией и фокусировкой пучка заряженных частиц. Именно ток в катушках магнитов создает магнитное поле, а его величина, стабильность и синхронизация с работой других агрегатов и систем ускорителя напрямую определяют параметры движения частиц», — сказал директор Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Павел Баранов.
Первый тип источника для питания основной обмотки магнита-квадруполя, разработанный политехниками, имеет диапазон регулирования тока от 0 до 110 А и точность установки тока 10 мА при выходном напряжении 25 В. Второй тип источника обеспечивает диапазон регулирования тока от -5 до 5 А и точность установки тока 1 мА при выходном напряжении от -5 до 5 В. Оба источника обеспечивают работу на высокоиндуктивную нагрузку, которую представляет собой обмотка магнита-квадруполя, и помимо непосредственного формирования тока обеспечивают быстрое измерение напряжения на нагрузке, а также протекающего через нагрузку тока. При этом все схемы управления, измерения и контроля источником выполнены с максимальным применением элементов современной цифровой схемотехники: быстродействующих микроконтроллеров, ПЛИС, высокоскоростных интерфейсов и преобразователей сигналов.
Источники построены по модульному принципу, поддерживая резервирование силовой части и быструю, «горячую» замену вышедших из строя модулей.
Источники интегрированы в единую систему автоматизации и управления комплексом «Сила-САУ» с помощью высокоскоростного цифрового интерфейса оперативного управления. Это позволит наблюдать за протеканием процессов в ускорителе в режиме реального времени.
Собранные прототипы уже переданы заказчику для испытаний. Планируется, что после испытаний на стенде в комплексе с прототипами и опытными образцами магнитов-квадруполей, источники питания будут доработаны Томским политехом для серийного производства.
Разработкой источников занимались сотрудники отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ, интеграцией источников в систему автоматизации и управления комплексом занимались инженеры отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий и отделения информационных технологий Инженерной школы информационных технологий и робототехники.
Короткая ссылка
