..На главную.. . ..Введение.. . ..Проект.. . ..Публикации.. . ..Участники.. . ..Семинары.. . ..Новости.. . ..Ссылки.. . .. ..

Источником высокого напряжения в ускорителе-тандеме служит каскадный генератор с индуктивной связью и параллельным питанием каскадов промышленного ускорителя серии ЭЛВ, серийно выпускаемого в ИЯФ.

Конструкция высоковольтного выпрямителя
Внутри котла, заполненного изолирующим газом SF₆, расположены: первичная обмотка, колонна выпрямительных секций, магнитопроводы обратного потока (донный и цилиндрический). Первичная обмотка содержит 32 витка охлаждаемой водой медной трубки. Она генерирует продольное переменное магнитное поле с частотой питающей сети 400 Гц. Со стороны высоковольтного зазора витки первичной обмотки прикрыты электростатическим экраном, выполненным из тонкого листа нержавеющей стали.
В отличие от "обычных" трансформаторов центральный магнитопровод в данной конструкции отсутствует. Снаружи первичная обмотка окружена магнитопроводом. Еще два магнитопровода помещены на днище сосуда и над высоковольтным электродом. Данные магнитопроводы устраняют нагрев бака вихревыми токами.
Колонна высоковольтного выпрямителя состоит из 37 соединенных последовательно выпрямительных секций. Каждая выпрямительная секция представляет собой катушку вторичной обмотки и выпрямитель, собранный по схеме с удвоением напряжения. Катушка содержит 3000 витков, разделенных полимерно-слюдяной изоляцией. Максимальное напряжение катушки - 20 кВ. Таким образом, выходное напряжение секции может достигать 40 кВ. Количество последовательно соединенных секций определяет максимальное выходное напряжение высоковольтного выпрямителя. Рабочее напряжение катушки в проекте не превышает 17 кВ, т.е. напряжение секции - 34 кВ. Для выпрямления переменного напряжения используются столбы СДЛ-0,4-800 с током до 0,4 А и максимальным обратным напряжением 80 кВ. Обратное напряжение столбов при работе в источнике не превысит 34 кВ. Конденсаторы типа К-15-10 являются фильтрующими и одновременно защищают элементы высоковольтного выпрямителя (катушки, диоды) от перегрузок, возникающих при пробоях вакуумной или газовой изоляции.
Питание первичной обмотки ускорителя осуществляется переменным напряжением частотой 400 Гц от преобразователя частоты. В настоящем проекте используется электромашинный преобразователь частоты. Электромашинные преобразователи привлекают своей дешевизной, простотой и надежностью. Они обладают приемлемым КПД (65 - 80 % в зависимости от мощности). В принципе, возможно питание и от статических преобразователей частоты (с использованием IJBT транзисторов), однако каких-либо явных преимуществ использования статических преобразователей частоты, за исключением более высокого КПД (85 - 92 %), не имеется.

Cтабилизация выходного напряжения
В нижеприведенном препринте рассмотрена стабилизация выходного напряжения в источнике высокого напряжения каскадного типа с индуктивной связью и параллельным питанием каскадов.
Разработанная система обеспечивает поддержание ускоряющего напряжения с точностью лучше, чем 10^-3. Система активного подавления пульсаций позволяет поддерживать пульсации выпрямленного напряжения на таком же уровне.

М. Е. Вейс, С. Н. Фадеев, Н. К. Куксанов, П. И. Немытов, В. В. Прудников, Р. А. Салимов , С. Ю. Таскаев. Стабилизация ускоряющего напряжения в высоковольтном ускорителе-тандеме для нейтронозахватной терапии. Препринт ИЯФ 2002-17. Новосибирск. 2002. [.html файл] [.pdf файл]

Создание источника высокого напряжения 1,25 МВ
В экспериментальном 3-х уровневом защищенном зале установлены две газовые системы для напуска и откачки элегаза, каждая из которых включает в себя форвакуумный насос, компрессор, пять 40-литровых баллонов и запорную арматуру (вентили, манометры, предохранительный клапан), необходимую для безопасной работы.
Дополнительно установлены резервуары для хранения элегаза. В качестве преобразователя для питания тандема выбран электромашинный преобразователь ПЧ-60, который установлен в подготовленном для него помещении.

В апреле 2001 года начался монтаж секционированного выпрямителя от ускорителя ЭЛВ-4.

Источник высокого напряжения был доукомплектован высоковольтным электродом от ускорителей ЭЛВ, немного отличающимся от высоковольтного электрода ускорителя-тандема. Данная процедура позволила провести высоковольтные испытания источника.
В декабре 2001 года был проведен цикл испытаний "на воздухе" при пониженном напряжении 140 кВ. Далее источник высокого напряжения был закрыт котлом и наполнен изолирующим газом SF₆ до давления 5 абсолютных атмосфер. В процессе испытаний в атмосфере изолирующего газа было достигнуто напряжение 1,4 МВ, при котором были проведены успешные испытания источника в длительном непрерывном режиме, показавшие стабильную работу без пробоев в течение 3 суток