Линейные транзисторные регуляторы тока в быстродействующих малошумящих источниках питания магнитов Нуклотрона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, кандидат наук Омельяненко Михаил Михайлович

• Омельяненко Михаил Михайлович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Омельяненко Михаил Михайлович

Введение

Глава 1. Выбор структурной схемы источников тока для создания токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов Нуклотрона

1. 1 Общие требования к источникам токов разбаланса

1.2 Анализ типичных структурных схем источников питания магнитов и выбор структурной схемы источников токов разбаланса

1.3 Выводы

Глава 2. Универсальный блок регулирования тока РТ-01 с транзисторным регулирующим элементом в линейном режиме

2.1 Требования к универсальному блоку регулирования тока как элементу для построения источников тока

2.2 Описание блока регулирования тока РТ-01

2.3 Особенности применения блока РТ-01 для питания индуктивной нагрузки

2.4 Лабораторные испытания блока РТ-01

2.5 Параллельная работа блоков РТ-01

2.6 Выводы

Глава 3. Применение блоков РТ-01 в источниках токов разбаланса фокусирующих

и дефокусирующих структурных сверхпроводящих квадрупольных магнитов Нуклотрона

3.1 Структурная схема и описание работы источника токоотбора 37ТВ

3.2 Основные технические характеристики источника 37ТВ

3.3 Принципиальные схемы и характеристики основных узлов источника 37ТВ, описание конструкции

3.4 Лабораторные испытания источника 37ТВ

3.5 Работа 37ТВ на сверхпроводящие магниты Нуклотрона

3.6 Выводы

Глава 4. Применение блоков РТ-01 в составе источника тока стенда для измерения характеристик магнитного поля магнитов ускорителей при комнатной температуре

4.1 Структура и принцип работы стенда

4.2 Общие требования к источнику тока для магнитных измерений и выбор

структурной схемы источника тока

4.3 Описание источника тока для магнитных измерений ИП-100

4.4 Работа ИП-100 в составе измерительной системы

4.5 Измерения шума выходного тока ИП-100

4.6 Выводы

Заключение

Благодарности

Список литературы

Введение

В Объединенном Институте Ядерных Исследований (ОИЯИ) создается ускорительный комплекс NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility), призванный обеспечить в долговременной перспективе выполнение на передовом мировом уровне программы исследований в области релятивистской ядерной физики, физики спина частиц, радиобиологии, прикладных исследований и подготовки кадров. Основным ускорителем комплекса NICA является протонный синхротрон Нуклотрон с магнитной системой на быстроциклирующих сверхпроводящих магнитах - базовая установка Лаборатории Физики Высоких Энергий ОИЯИ, введенная в эксплуатацию в 1993 г. Максимальная проектная индукция дипольных магнитов составляет 2 Тл со скоростью нарастания поля до 1 Тл/с. В период с 2007 по 2011 гг. в качестве первой фазы реализации проекта NICA была проведена модернизация Нуклотрона. В результате была создана новая система питания структурных магнитов, основанная на питании всех последовательно соединенных структурных магнитов (96 дипольных и 64 квадрупольных) от одного мощного источника тока [1]. Принципиальная возможность последовательного питания дипольных (поворотных) и квадрупольных (фокусирующих и дефокусирующих) магнитов основана на том, что в требуемом диапазоне изменения бетатронных частот номинальные токи питания магнитов отличаются не более чем на ±10 %. При этом необходимый разбаланс токов может быть создан двумя дополнительными источниками тока относительно небольшой мощности: один источник - для цепи последовательно соединенных фокусирующих и дефокусирующих магнитов, а второй - только для цепи фокусирующих магнитов.

Эквивалентная схема, иллюстрирующая принцип создания токов разбаланса, приведена на Рисунке 1. Ток первого дополнительного источника, получившего название 37ТВ, имеет встречное направление по отношению к току основного источника 19,20ТВ -отбирает часть тока из цепи квадрупольных магнитов («токоотбор»). Ток второго дополнительного источника 22ТВ имеет то же направление, что и ток основного источника («токодобавка»).

Присутствие на фокусирующих и дефокусирующих магнитах напряжения самоиндукции, возникающего при нарастании и спаде тока главного источника, предъявляет ряд специфических требований к источникам токов разбаланса. Наряду с противоречивыми требованиями высокого быстродействия и малых пульсаций тока, такие источники должны обладать высоким выходным сопротивлением (чтобы не оказывать

шунтирующего действия) и возможностью не только отдавать мощность, но и поглощать мощность из нагрузки, сохраняя при этом способность регулировать ток. Промышленно выпускаемых источников, удовлетворяющих таким требованиям, не существует. В других ускорительных лабораториях подобная задача ранее не решалась.

Рисунок 1 - Эквивалентная схема токотбора и токодобавки. М - дипольные (поворотные) магниты Нуклотрона; Д - дефокусирующие магниты; Ф - фокусирующие магниты; I 19,20тв - ток главного источника питания Нуклотрона (до 6 кА); I 37ТВ, I 22ТВ - ток источников токотбора (до 600 А) и токодобавки (до 200 А) соответственно

Первый опыт по управлению токами разбаланса с использованием тиристорных источников питания описан в [1]. В 2012 г. в 44-м и 45-м сеансах Нуклотрона был опробован макетный вариант источника токоотбора на базе тиристорного выпрямителя, на выходе которого - транзисторный регулирующий каскад в линейном режиме [2]. Полученные результаты позволили сформулировать требования к источнику питания такой структуры в целом, а также, к отдельным его узлам.

В рамках реализации проекта NICA создаются две новые ускорительные установки - бустер и коллайдер на основе сверхпроводящих магнитов аналогичного типа. Для производства и тестирования сверхпроводящих магнитов для комплекса NICA и проекта FAIR (Дармштадт, Германия) в ОИЯИ создан специализированный участок. Разработка малошумящих источников питания для измерений параметров магнитного поля сверхпроводящих магнитов при комнатной температуре также явилась актуальной задачей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Линейные транзисторные регуляторы тока в быстродействующих малошумящих источниках питания магнитов Нуклотрона»

Актуальность

Актуальность данной работы заключается:

- в разработке и внедрении двух специализированных источников тока для обеспечения токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов при последовательной схеме питания Нуклотрона, а также - в получении практического опыта работы с такой системой питания;

- в использовании полученного опыта для создания и эксплуатации будущих систем питания бустера и коллайдера NICA, в которых также планируется применить последовательную схему питания;

- в оснащении малошумящими источниками тока стендов для магнитных измерений на участке производства сверхпроводящих магнитов в ЛФВЭ ОИЯИ.

Основные цели работы

Данная работа имела следующие цели:

- Разработку универсального блока регулирования тока с транзисторным регулирующим элементом в линейном режиме, предназначенного для построения на его основе малошумящих быстродействующих прецизионных источников тока для питания различных физических установок;

- выбор схемного решения, разработку и внедрение источников токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих структурных квадрупольных сверхпроводящих магнитов при последовательной схеме питания Нуклотрона. Источники должны обеспечивать устойчивые ускорительные режимы с малыми пульсациями главного магнитного поля и надежную эксплуатацию Нуклотрона. В качестве основы источников использовать универсальные блоки регулирования тока;

- оснащение измерительных стендов участка по производству сверхпроводящих магнитов ЛФВЭ ОИЯИ малошумящими источниками импульсного тока на основе универсальных блоков регулирования тока.

На защиту выносится

- Схемотехническое решение и конструкция универсального блока регулирования тока РТ-01 с транзисторным регулирующим элементом в линейном режиме, а также принципы построения источников тока на его основе;

- схемотехническое решение и конструкция источников токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих структурных квадрупольных сверхпроводящих магнитов Нуклотрона, созданных на основе блоков РТ-01;

- схемотехническое решение и конструкция малошумящего источника импульсного тока ИП-100, созданного на основе РТ-01, и используемого на участке производства магнитов ускорителей для прецизионных магнитных измерений параметров магнитов при комнатной температуре.

Научная новизна

- Разработаны и внедрены источники токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов для последовательной схемы питания сверхпроводящего быстроциклирующего протонного синхротрона Нуклотрон. Источники совмещают в себе свойства высокого быстродействия и малых шумов и пульсаций выходного тока благодаря применению транзисторных регуляторов тока в линейном режиме;

- разработаны и внедрены малошумящие источники импульсного тока для прецизионных магнитных измерений на участке по производству сверхпроводящих магнитов. Источники построены на основе линейных транзисторных регуляторов тока при питании от конденсаторной батареи.

Личный вклад автора

Описываемые универсальный блок регулирования тока и источники тока на его основе разработаны автором лично. Пусконаладочные работы и ввод в эксплуатацию проводились при непосредственном участии автора.

Практическая ценность работы

- В ходе выполнения данной работы был разработан универсальный блок регулирования тока РТ-01 с транзисторным регулирующим каскадом в линейном режиме, позволяющий создавать источники тока с высоким быстродействием и малыми пульсациями и шумом как для эксплуатационных так и для исследовательских задач;

- разработаны и внедрены источники токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов Нуклотрона на основе блоков РТ-01, обеспечившие устойчивые режимы ускорения с малыми пульсациями магнитного поля и надежную

эксплуатацию Нуклотрона с последовательной схемой питания для реализации программы физических исследований;

- получены опыт и ценные экспериментальные результаты по управлению токами разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов Нуклотрона, и способам ослабления шума и пульсаций токов разбаланса, имеющие практическую ценность для создания и эксплуатации будущих систем питания бустера и коллайдера NICA, в которых также планируется применить последовательную схему питания;

- участок по производству сверхпроводящих магнитов в ЛФВЭ оснащен малошумящими источниками импульсного тока для прецизионных измерений параметров сверхпроводящих магнитов при комнатной температуре. Обеспечена требуемая точность магнитных измерений. По состоянию на май 2019 г. проведены измерения 45 дипольных магнитов бустера NICA и 11 дипольных магнитов коллайдера NICA.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались:

- на научных семинарах в Объединенном Институте Ядерных Исследований;

- на международном семинаре «The International Workshop "NICA Accelerating Complex: Problems and Solutions-2014" (September 2014, Sozopol, Bulgaria);

- на 25-й всероссийской конференции по ускорителям заряженных частиц RuPAC 2016 (г. Санкт-Петербург, ноябрь 2016 г.);

- на международной конференции по ускорителям заряженных частиц IPAC2017 (Копенгаген, Дания, май 2017 г.);

- на Кафедре электрофизических установок МИФИ.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК ( [11; 13; 20; 22] , статьи изданы на русском и английском языках), трудах конференций (пп. 29-36), в сообщении ОИЯИ [4] и препринтах ОИЯИ [10; 12; 21]

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы из 36 наименований. Содержит 37 рисунков, 6 таблиц. Общий объем 71 страница.

Содержание диссертационной работы

Во введении сформулирована актуальность темы диссертации, приводятся цели работы, положения, выносимые на защиту, личный вклад автора, а также - научная новизна и практическая ценность работы.

Основное содержание работы изложено в 4 главах.

В первой главе приведены общие требования к источникам тока для создания токов разбаланса магнитов Д и Ф при последовательной схеме питания синхротрона Нуклотрон, обосновывается выбор схемного решения источников тока разбаланса.

Во второй главе сформулированы требования к универсальному блоку регулирования тока как элементу для построения источников тока, приведены основные характеристики, электрическая принципиальная схема, описание конструкции блока регулирования тока РТ-01, и особенности практического применения блока для питания индуктивной нагрузки.

В третьей главе описано практическое применение блоков РТ-01 в системах питания Нуклотрона. Приведено описание созданных на основе блоков РТ-01 источников токов разбаланса фокусирующих (источник 37ТВ) и дефокусирующих (источник 22ТВ) структурных сверхпроводящих квадрупольных магнитов Нуклотрона. Приведены результаты работы источников в сеансах.

В четвертой главе описано применение блоков РТ-01 в составе стенда для измерения характеристик магнитного поля магнитов ускорителей при комнатной температуре.

В заключении представлены основные результаты работы.

Глава 1

Выбор структурной схемы источников тока для создания токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов

Нуклотрона

1.1 Общие требования к источникам токов разбаланса

Требования к источникам токов разбаланса Нуклотрона весьма высоки. Для обеспечения устойчивых ускорительных режимов и сведения к минимуму потерь частиц относительная погрешность1-* поддержания токов разбаланса не должна превышать 10-3, для обеспечения требуемого качества выведенного пучка коэффициент пульсаций2-выходных токов источников не должен превышать 10"4...10"5 [3; 4]. Кроме того, присутствие на фокусирующих и дефокусирующих магнитах напряжения самоиндукции, возникающего при нарастании и спаде тока главного источника, предъявляет ряд специфических требований к источникам токов разбаланса.

При работе Нуклотрона скорость изменения тока в магнитах может достигать 3 кА/с, а перепады напряжения на магнитах Д и Ф - до ±60 В при минимальной длительности фронта 30 мс. При этом источники разбаланса должны обеспечивать ток, с высокой точностью повторяющий форму тока главного источника, и не зависящий от перепадов напряжения на их выходе.

Это означает, что такие источники должны обладать наряду с высоким быстродействием, малыми пульсациями и стабильностью выходных токов ещё и высоким выходным сопротивлением в определенной полосе частот (чтобы не оказывать шунтирующего действия), и возможностью не только отдавать мощность, но и поглощать мощность из нагрузки, сохраняя при этом способность регулировать ток.

^Относительная погрешность поддержания тока разбаланса, например, магнитов Д и Ф определяется как 5 =-37ТВ--1, где 1дФрасч - расчетный ток магнитов Д и Ф.

119,20ТВ — 1 ДФрасч

-

2) Коэффициент пульсаций выходных токов определяется как kп = ""

2 * 1ср

1.2 Анализ типичных структурных схем источников питания магнитов и выбор структурной схемы источников токов разбаланса

В настоящее время для получения токов в сотни и тысячи ампер при напряжениях в десятки вольт в большинстве случаев используют импульсные источники питания на ЮВТ-транзисторах. При этом нередко возникает непростая задача обеспечить низкие пульсации и помехи в выходном токе. Сложные выходные LC-фильтры ухудшают быстродействие источника питания, трудно полностью избавиться от остаточных колебаний в выходном токе. Поэтому, в особо ответственных применениях незаменимыми остаются источники питания с линейным регулированием. Источники питания с линейным регулированием при малых собственных шумах способны обеспечить высокое подавление пульсаций питающего выпрямителя, а также - обеспечить стабильность выходного тока при наличии быстрых изменений напряжения на нагрузке. Линейные источники питания требуемой мощности из-за их низкого КПД, крупных габаритов и высокой стоимости в чистом виде встречаются редко (например, для магнитных измерений). В основном используются комбинированные структуры. На Рисунке 2 приведена структурная схема источника питания с малыми пульсациями для магнитов ускорителей [5], получившая широкое распространение в прошлые годы, и используемая и в настоящее время.

Рисунок 2 - Типичная структура источника питания с малыми пульсациями для магнитов ускорителей [5]. Trigger generator — система импульсно-фазового управления; Postregulator —транзисторный регулятор тока в линейном режиме; Load — нагрузка (магнит и

питающий кабель); 1 - датчик тока нагрузки; 2 входное управляющее напряжение

- датчик напряжения выпрямителя; VRef -

Подобные источники отличаются высокой надежностью, возможностью получения больших мощностей за счет каскадирования, но обычно имеют невысокое быстродействие. Типичный пример источника такой структуры - MPS 854 Danfysik [6] (выходной ток 3000 А, размах пульсаций напряжения на нагрузке - менее 15 мВ). Основное подавление пульсаций происходит в главном силовом фильтре выпрямителя (LC-фильтр), а подавление остаточных пульсаций - транзисторным каскадом с применением сложных обратных связей. Например, в источнике питания магнитов циклотрона в Калькутте [7] применяется 3 контура обратной связи. При выходном токе 3000 А и напряжении 150 В размах пульсаций тока составляет всего 0,45 мА.

Упомянутые источники статические - предназначены для питания неизменяющимся во времени током. Скорость изменения тока подобных источников - менее 1%/с, поэтому, они не подходят для применения на Нуклотроне.

На Рисунке 3 приведена структурная схема современного источника питания магнитов ускорителей LHC600A-40V CERN [8] (выходной ток 600 А, напряжение 40 В).

Рисунок 3 - Современная структура на IGBT-транзисторах (источник LHC600A-40V, CERN) [8]. Input Power Filter - входной выпрямитель с фильтром; Phase shifted Inverter -резонансный инвертор на принципе «фазосдвигающей» ШИМ; Rectifier+Filter - выходной выпрямитель с фильтром; 4 Quadrant Linear Stage - «четырехквадрантный» выходной каскад в линейном режиме

Источник тока такой структуры способен обеспечить одновременно высокое быстродействие и высокое подавление пульсаций сетевой частоты и её гармоник. Входная часть источника - неуправляемый выпрямитель с LC-фильтром, питающий резонансный

инвертор на ЮВТ-транзисторах, на выходе - «четырехквадрантный» транзисторный каскад в линейном режиме, позволяющий изменять полярность выходного напряжения и направление выходного тока в любом сочетании. Шум и пульсации источника ЦНС600А-40V до частот порядка 300 Гц удовлетворяют вышеперечисленным требованиям. На более высоких частотах источник LHC600A-40V создает заметные помехи, вызванные переключением ЮВТ-транзисторов (Рисунок 4). Размах напряжения высокочастотных помех на выходе достигает 0,8 В. Применение импульсных источников питания на Нуклотроне требует тщательного изучения. Частота коммутации не должна совпадать с «запрещенными» резонансными частотами обращения частиц в ускорителе и их гармониками. Также следует учитывать, что на Нуклотроне используется много различной измерительной аппаратуры, на работу которой могут повлиять помехи.

Рисунок 4 - Осциллограмма выходного напряжения источника ЦНС 600А-40V при токе 600 А, выходном напряжении 40 В. Частота коммутации 25 кГц [8]. Масштаб по горизонтали: 10 мкс в клетке, по вертикали: 0,1 В в клетке

В 2012 г. в 44-м и 45-м сеансах Нуклотрона был опробован макетный вариант источника токоотбора структуры, аналогичной приведенной на Рисунке 2 [2]. В 45-м сеансе удалось получить устойчивый ускорительный режим, но, из-за недостаточного

быстродействия и повышенного уровня пульсаций тока источника токоотбора качество выведенного пучка не соответствовало требованиям физических экспериментов. Помех работе измерительной аппаратуры не отмечалось. Первые опыты с макетом источника токообора позволили сформулировать требования к источникам токов разбаланса Нуклотрона.

Анализ, проведенный автором диссертации, показывает, что источники питания структуры, приведенной на Рисунке 2, при соответствующем проектировании и оптимальной настройке, способны обеспечить необходимое быстродействие, низкие пульсации тока и, как результат, требуемые параметры выведеного пучка.

На Рисунке 5 приведена компьютерная модель источника токоотбора 37ТВ, созданная автором диссертации в программе FASTMEAN [9], иллюстрирующая принцип его работы. Функции тиристорного выпрямителя с системой управления выполняют ОУ\, ОУ2. У\ - транзисторный регулирующий каскад, который управляется током главного источника \9,20ТВ (источник тока /\) через идеальный трансформатор тока ИТУТ\. Величины L\ и R2 соответствуют реальному значению индуктивности магнитов Д и Ф и сопротивлению питающего кабеля. Для снижения мощности, рассеиваемой на транзисторном регулирующем каскаде, тиристорный выпрямитель используется в так называемом следящем режиме, при котором на транзисторном каскаде поддерживается постоянное падение напряжения вне зависимости от изменений напряжения на нагрузке.

Рисунок 5 - Модель работы 37ТВ в следящем режиме

На Рисунке 6 приводятся результаты моделирования работы 37ТВ в следящем режиме в типичном цикле Нуклотрона для случая максимальных токов источников 19,20ТВ и 37ТВ. Рисунок 6а - график тока от главного источника 19,20ТВ с амплитудой до 6 кА (кривая /1920) , ток транзисторного регулирующего каскада VI амплитудой до 600 А (кривая /37) и результирующий ток через L1 амплитудой 5400 А (кривая /дф на том же графике). Рисунок 6б - наводимая результирующим током ЭДС на магнитах Д и Ф (кривая Ццф). На Рисунке 6в видно, что на транзисторном каскаде VI поддерживается постоянное падение напряжения около 10 В (ирт), а напряжение тиристорного выпрямителя (Цтв) при этом изменяется по закону итв=Цл+иу1+/у1\К2, где R2 -сопротивление силового кабеля.

Рисунок 6 - Результаты моделирования работы 37ТВ в следящем режиме: а - токи источников 19,20ТВ, ток магнитов Д и Ф; б - напряжение на магнитах Д и Ф; в -напряжения на транзисторном каскаде и на выходе тиристорного выпрямителя; г -мощность, поглощаемая и отдаваемая источником 37ТВ

Рисунок 6г - зависимость мощности, проходящей через источник токоотбора от времени. Отрицательные значения мощности на графике соответствуют отрицательной полярности напряжения на выходе источника при неизменном направлении тока. Это означает, что в это время мощность поступает из нагрузки в источник. Тиристорный выпрямитель при соответствующей схеме и настройке способен возвращать электроэнергию в сеть -автоматически переходить в так называемый инверторный режим, сохраняя при этом способность стабилизировать напряжение на транзисторном каскаде. На приведенной модели рабочий цикл 37ТВ начинается с инверторного режима и заканчивается выпрямительным режимом. Принцип работы источника токодобавки 22ТВ не отличается от 37ТВ. Различия заключаются в том, что рабочий цикл 22ТВ начинается с выпрямительного режима и заканчивается инверторным, и источник 22ТВ рассчитан на меньшие выходное напряжение и выходной ток.

Как упоминалось выше, специфическое требование к источникам токов разбаланса - сохранять способность регулировать ток в присутствии перепадов напряжения на нагрузке, создаваемых главным источником. При работе Нуклотрона перепады напряжения на магнитах Д и Ф, вызываемые изменением тока главного источника \9,20ТВ, могут в 10 и более раз превышать перепады напряжения, вызываемые на магнитах Д и Ф изменением тока источника 37ТВ. На выходе 37ТВ перепады могут достигать ±60 В при минимальной длительности фронта 30 мс (скорость изменения напряжения 2 В/мс). На выходе источника токодобавки 22ТВ, работающего на магниты Ф, напряжение от главного источника может достигать ±30 В (скорость изменения напряжения \ В/мс).

Для реализации следящего режима - поддержания на транзисторном каскаде постоянного напряжения вне зависимости от перепадов напряжения на нагрузке -тиристорный выпрямитель источника 37ТВ должен обеспечивать скорость нарастания напряжения свыше 2 В/мс. Запас необходим по двум причинам. Во-первых, во избежание входа регулятора выпрямителя в ограничение и, как результат, потери управляемости, а во-вторых, недостаточная скорость нарастания напряжения выпрямителя приведет к недопустимым выбросам и провалам напряжения на транзисторном регулирующем каскаде и, как результат, к аварийному срабатыванию систем защиты транзисторов и отключению источника.

Скорость изменения напряжения на выходе тиристорного выпрямителя в значительной степени определяется параметрами главного силового фильтра ^С-фильтр). В то же время, назначение силового фильтра - подавлять пульсации тиристорного выпрямителя. Требования эти взаимно противоречивые: чтобы увеличить скорость

изменения напряжения на выходе фильтра, значения Ь и С нужно уменьшать, чтобы улучшить подавление пульсаций - увеличивать. Обеспечить быстродействие выпрямителя - требование приоритетное в данном случае, а для снижения пульсаций выходного тока после транзисторного каскада до требуемых значений возможно применить дополнительный пассивный фильтр.

1.3 Выводы

В соответствии с вышеприведенным анализом, для разработки источников токов разбаланса были приняты следующие решения:

- использовать для источников токов разбаланса ранее выбранную структурную схему [2] (45-й сеанс, 2012 г.): на входе тиристорный выпрямитель, на выходе транзисторный каскад в линейном режиме;

- разработать универсальный блок регулирования тока с транзисторным регулирующим элементом в линейном режиме, допускающий параллельное соединение блоков, и с перспективой применения блоков в других физических установках;

- транзисторные регулирующие каскады источников построить на основе соответствующего количества параллельно соединенных универсальных блоков регулирования тока;

- чтобы снизить мощность, выделяемую на транзисторном каскаде, и для снижения напряжения на транзисторах использовать выпрямитель в так называемом следящем режиме, при котором на транзисторном каскаде поддерживается постоянное напряжение;

- главные силовые фильтры выпрямителей проектировать так, чтобы обеспечить необходимую скорость изменения выходного напряжения выпрямителей (в ущерб качеству подавления пульсаций);

- требуемое подавление пульсаций обеспечить дополнительным пассивным фильтром на выходе транзисторного каскада;

- для повышения стабильности и точности регулирования выходного тока применить дополнительный общий контур прецизионного регулирования тока.

Глава 2

Универсальный блок регулирования тока РТ-01 с транзисторным регулирующим элементом в линейном

режиме

Первым этапом на пути создания источников токов разбаланса была разработка универсального транзисторного блока регулирования тока с транзисторным регулирующим элементом в линейном режиме, получившего название РТ-01 [12; 13]. Блок предназначен для построения быстродействующих малошумящих прецизионных источников стабилизированного тока низкого напряжения (десятки вольт). Основное назначение блока РТ-01 - для применения в составе источников токов разбаланса Нуклотрона. Также учитывалась возможность дальнейшего применения блоков в других физических установках по мере возникновения задач.

2.1 Требования к универсальному блоку регулирования тока как элементу для построения источников тока

На основе анализа, проведенного в Главе 1, можно сформулировать требования, которым должен удовлетворять универсальный блок регулирования тока для применения в составе источников токов разбаланса:

- блок должен работать в относительно широкой полосе частот (примерно от 0 до 1000 Гц), чтобы эффективно подавлять пульсации питающих выпрямителей и обеспечивать стабильность выходного тока при изменениях напряжения на питаемой нагрузке;

- должна быть возможность параллельного соединения блоков для получения больших токов;

- стабильности и точности регулирования тока на выходе блока достаточно средней (порядка 2...3%), поскольку прецизионное регулирования тока источника рациональнее обеспечивать внешним дополнительным контуром обратной связи, который измеряет и регулирует суммарный выходной ток источника питания;

- блок не должен содержать элементов регулировки и подстройки, что обеспечивается выбором схемных решений и элементной базы. Это облегчает массовый выпуск блоков и их эксплуатацию;

- каждый блок должен быть оснащен системой защит, необходимых для безотказной работы и отключающих блок при возникновении режимов, опасных для транзисторного регулирующего элемента. Обязательна дистанционная сигнализация аварийного отключения, очень полезна световая индикация причины отключения;

- также нужно предусмотреть возможность отключить неисправный блок без нарушения работоспособности системы питания.

С учетом этих требований был разработан блок РТ-01.

2.2 Описание блока РТ-01

Структурная схема блока РТ-01 представлена на Рисунке 7.

U вх.упр 0...10 В

+ I I нагр I 0...50 А

3

4

5

U кэ

8

U ос

+ вх

U вх +

—

U рег

9

<

U ос

U дт

t*max

6

1}

14

Ртах —тъ^-

10

и_рв£

X кХУ Y 1-

I -

11 12 13

1-

Р\ I -

Ртах

Т

СБОИ

15

Ттах" "Ртах" "СБОИ" "ГОТОВ"

Сигнализация срабатывания - Сброс

1

2

7

и

Рисунок 7 - Структурная схема блока РТ-01. 1 - входной дифференциальный усилитель; 2 - электронный регулятор амплитуды; 3 - усилитель ошибки; 4 - предусилитель; 5 -силовой составной транзистор; 6 - датчик тока; 7 - усилитель датчика тока; 8-аналоговый перемножитель; 9 - сглаживающая RC-цепь; 10 - компаратор; 11 - активный выпрямитель; 12 - сглаживающая RC-цепь; 13 - компаратор; 14 - триггеры защит; 15 -плата индикации

Входной управляющий сигнал поступает на дифференциальный усилитель 1, затем

- на электронный регулятор амплитуды управляющего сигнала 2. Регулятор амплитуды управляется системой защит 15 и обеспечивает плавное нарастание выходного тока при включении блока и плавный спад при аварийном отключении. Время нарастания и спада -примерно 0,5 с. Это необходимо для предотвращения опасных перенапряжений при работе на индуктивную нагрузку. После электронного регулятора амплитуды управляющий сигнал (Цвх) поступает на усилитель ошибки 3, затем - на предварительный усилитель 4, который управляет силовым составным транзистором 5. Сигнал с датчика тока 6 после усилителя 7 служит сигналом обратной связи (иос) и поступает на вход усилителя ошибки 3. Так образуется контур стабилизации тока силовой цепи.

Система защит срабатывает в следующих случаях:

- превышение допустимой температуры радиатора силовых транзисторов;

- превышение допустимой рассеиваемой силовым транзистором мощности;

- срыв стабилизации тока.

При возникновении недопустимого режима срабатывает определенный триггер системы защит 14, снижается до нуля входной сигнал контура регулирования тока, и загорается светодиод с соответствующей надписью (плата индикации 15).

При нагреве радиатора силовых транзисторов свыше +85°С срабатывает термоконтактный датчик, установленный на радиаторе силового транзистора 6. Контакты датчика размыкаются, срабатывает триггер защиты и загорается светодиод «!°тах».

Срыв стабилизации тока определяется по возрастанию модуля сигнала ошибки контура регулирования тока. Модуль сигнала ошибки получается выпрямлением разности ивх и иос активным выпрямителем 11, и после сглаживания RC-цепью 12 поступает на компаратор 13. Несоответствие тока в силовой цепи входному напряжению управления, наличие напряжения управления при отсутствии тока, наличие тока при отсутствии напряжения управления - в любом случае срабатывает триггер защиты и загорается светодиод «СБОЙ».

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Омельяненко Михаил Михайлович, 2020 год

источника 37ТВ

3.3.1 Электрическая принципиальная схема силовых цепей и схема соединений цепей управления 37ТВ

На Рисунке 18 приведена упрощенная принципиальная схема силовых цепей и схема соединений цепей управления источника 37 ТВ. Главный силовой фильтр (ГСФ) состоит из дросселей L1, L2 типа ФРОС, основной емкости С1 и демпфирующей цепи R1C2. Тип конденсаторов - МБГВ. Одно из главных условий при выборе параметров силового LC-фильтра - чтобы частота среза фильтра была ниже самой низкой гармоники сетевой частоты - во избежание резонансных явлений. Для лучшего подавления пульсаций выпрямленного напряжения частоту среза нужно выбирать как можно ниже, но, не слишком низкую, чтобы выпрямитель имел достаточное быстродействие для работы в следящем режиме. В данном случае частота среза ГСФ выбрана 35 Гц. Подробный расчет фильтров с цепями демпфирования приведен в [18].

Транзисторный регулирующий каскад состоит из 12 параллельно соединенных блоков РТ-01. Напряжение на блоках РТ-01 служит сигналом обратной связи и поступает на плату регулятора напряжения РН. Цепь компенсации R4C4 необходима для устойчивой работы РТ-01 на индуктивную нагрузку. Расчет компенсирующей цепи описан в [12; 13].

На выходе транзисторного каскада для уменьшения пульсаций выпрямителя и собственных шумов каскада установлен выходной фильтр (ВФ), состоящий из С5 и демпфирующей цепи R5C6. Демпфирование необходимо, поскольку индуктивность магнитов Д и Ф с емкостью С5 образуют колебательный контур (частота около 40 Гц). Поскольку цепи ВФ оказывают некоторое влияние на величину и форму тока в магнитах Д и Ф, предусмотрено отключение ВФ с помощью реле К1.

Устройство гашения поля (УГП) состоит из ключей гашения поля КГП1, КГП2 и гасящих резисторов R6, R7. При поступлении сигнала на отключение ключи размыкаются одновременно, ток нагрузки замыкается через R6, R7, на которых выделяется запасенная в магнитах Д и Ф энергия. Время гашения - порядка 40 мс. Напряжение на каждом резисторе не превышает 500 В. Конденсаторы С7, С8 (пленочные, фирмы Vishay) устраняют высокочастотные резонансные процессы при выключении. В качестве ключей используются интеллектуальные IGBT-модули Mitsubishi (Umax = 1200 В, Imax = 800 А).

Платы управления модулей разработаны и изготовлены в ЛФВЭ ОИЯИ, обеспечивают гальваническую изоляцию управляющего сигнала и сигнала аварийного отключения модулей (превышение тока, перегрев).

3.3.2 Электрическая принципиальная схема платы РН

На Рисунке 19 приведена упрощенная электрическая принципиальная схема платы регулятора напряжения тиристорного выпрямителя. При поступлении сигнала «Работа» аналоговыми ключами DA3 схема переводится в режим регулятора напряжения. На вход усилителя ошибки DA2 от потенциометра R9 («истаб») поступает опорный сигнал. Цепь R5C1 обеспечивает плавное нарастание напряжения выпрямителя при включении (порядка 0,3 с). На «+Вх», «-Вх» поступает сигнал отрицательной обратной связи (напряжение на блоках РТ-01), и далее - через изолирующий усилитель DA1 - также на усилитель ошибки. Сигнал с выхода усилителя ошибки через повторитель DA5 поступает на СИФУ выпрямителя (сигнал «Вых»). В результате на блоках РТ-01 поддерживается постоянное падение напряжения (обычно 10 В).

При поступлении сигнала «Откл» (или при размыкании тумблера «Работа/Откл») выключается опорное напряжение, отключается усилитель ошибки, на СИФУ поступает напряжение смещения от потенциометра R10 («Цинв»), которое определяет выходное напряжение выпрямителя в инверторном режиме. Номинальное входное напряжение СИФУ электропривода КТЭ 800/220-112-1-УХЛ4 находится в пределах ±4,5 В.

Рисунок 18 - Электрическая принципиальная схема силовых цепей и схема соединений 37ТВ

+15 В

/к

С2 0,22мк

II

И7

-С

47к 51Ок 2 ^ ОА2

и=411С

ОА3.1

-15 Виз

Пкгтание ОА2, ОА4, ОА5: +15 В - выв.7, -15 В - выв.4.

111 011

110 010 111

+15 В

Р!10 10к "11инв"

Р!11 4.7к

ОА5

ОА3.2

13

16

100 101 ООО С01 ио

+ип

о\ю -ип

Р!13

-о-

15к

I

ю

и=411С

^+15 В ^Ц-15 В

15

Р!5

0А4

С1

ЮОмк 25В

Т

1к

и=411С

Р!8 20к

Р!9 „ 10к

I

I1

Р!14 Ок

р15 Вых. -•

100

Б1

"Откл."

+Р/0

Устаб"

"Готов" ни

Р!12 2.4к

"Работа"

-Р/0

Рисунок 19 - Электрическая принципиальная схема регулятора напряжения тиристорного выпрямителя

3.3.3 Электрическая принципиальная схема платы ПРТ

На Рисунке 20 приведена упрощенная электрическая принципиальная схема платы прецизионного регулятора тока (ПРТ). На вход «Вх» поступает управляющий сигнал от циклозадающей аппаратуры (0^+10 В). На вход «Вх ОС» подается сигнал обратной связи (0^+10 В) с изолирующего усилителя (ИУШ) датчика тока Rз силовой цепи (рисунок 8). С выхода ПРТ («Вых») сигнал поступает на изолирующий усилитель-повторитель (ИУП) и далее - на блоки РТ-01. Выходной сигнал - также в пределах 0^+10 В.

Плата содержит входной каскад DA1, усилитель ошибки DAз, выходной повторитель DA5, аналоговые ключи DA4 и реле времени на DA2. Ключи служат для включения и выключения регулятора тока. Реле времени формирует задержку включения ПРТ порядка 1 с. Задержка необходима для того, чтобы ПРТ вступал в работу после того как установится напряжение тиристорного выпрямителя. Включение и выключение ПРТ производится по сигналу «Работа/Откл» или тумблером «Вкл.ПРТ/Обход». В режиме «Обход» ПРТ выключен и сигнал управления поступает через изолирующий усилитель-повторитель непосредственно на вход РТ-01.

3.3.4 Электрическая принципиальная схема изолирующего усилителя-

повторителя

Схема изолирующего усилителя-повторителя (ИУП) приведена на Рисунке 21. Устройство обеспечивает гальваническую развязку управляющего сигнала от цепей управления блоков РТ-01 (в блоках РТ-01 цепи управления гальванически связаны с силовой цепью). В основе схемы - изолирующий прецизионный малошумящий усилитель AD210 (DAl). Установка нуля производится резистором Rз «Уст.нуля». На выходе DAl для дополнительной фильтрации частоты преобразования AD210 на выходе установлен ФНЧ 2-го порядка с частотой среза 10 кГц. Коэффициент усиления устройства по напряжению равен единице. Номинальное входное и выходное напряжение составляет 0-+10 В.

2.2мк 10%

ОА4.2

Я2У Вых.

йА4 - КР590КН4

1Ы4148 Питание ОА1, ОАЗ, ОА5: +15 В - выв.7, -15 В - выв.4.

ю

\Ю5 11 к

Рисунок 20 - Электрическая принципиальная схема прецизионного регулятора тока

т, ЯА, Кб, Я7- 10к 1%

Рисунок 21 - Электрическая принципиальная схема изолирующего усилителя-повторителя

3.3.5 Электрическая принципиальная схема изолирующего усилителя сигнала

шунта

Схема изолирующего усилителя сигнала шунта (ИУШ) приведена на Рисунке 22. Сигнал с токового шунта величиной 0^+75 мВ поступает на прецизионный малошумящий каскад DA1 c коэффициентом усиления по напряжению 67. Микросхема DA2 - AD210, уже описанная выше. Коэффициент усиления AD210 в данной схеме - около 2. Коэффициент усиления всего устройства устанавливается 10 В/75 мВ резистором R4 («Уст.Кус»). Нуль на выходе корректируется R7 («Уст.нуля»).

3.3.6 Электрическая принципиальная схема устройства защиты от перенапряжения УЗПН -150 (УЗПН-50)

Электрическая принципиальная схема устройства защиты от перенапряжения УЗПН-150 приведена на Рисунке 23. В нормальной ситуации силовой тиристор VS1 закрыт. При превышении порогового напряжения 150 В, определяемого стабилитронами VD3...VD4, открывается вспомогательный тиристор VS2 и запускает VS1, который замыкает накоротко выводы защищаемого устройства. Согласно техническим характеристикам VS1 типа Т143-630 рассчитан на средний ток 630 А и допускает ударный однократный ток 10 кА в течении 10 мс. При срабатывании устройства конденсатор C3 разряжается через входную цепь оптрона U1 и в систему защит поступает сигнал о срабатывании. Устройство УЗПН-50 (порог срабатывания 50 В) отличается от УЗПН-150 количеством стабилитронов и номиналом резистора R4.

3.3.7 Питание собственных нужд 37ТВ

Для питания плат управления и автоматики используется импульсный стабилизированный источник питания Mean Well DRP-240-24 (24 В, 10 А), из напряжения которого на платах при помощи изолирующих DC/DC преобразователей TRACO получаются гальванически изолированные стабилизированные напряжения ±15 В. На вводе 24 В каждой платы установлен самовосстанавливающийся полимерный предохранитель Polyswitch и обратно включенный диод для защиты от перемены полярности.

Рисунок 22 - Электрическая принципиальная схема изолирующего усилителя сигнала шунта

Плата управления.

\£1. Т143-630

"I/" о

\Ю1,\Ю2,\Ю6 ЦН007 \ЮЗ...\Ю5 11М4756А.

Сигнашзация срабатъвания

Рисунок 23 - Электрическая принципиальная схема устройства защиты от пере--напряжения УЗПН-150

* Примечание: в УЗПН-50 вместо У04,\Т)5 установлена перемычка. Бч -2.7Юм

3.3.8 Конструкция источника 37 ТВ На Рисунке 24 представлено фото источника 37ТВ.

Рисунок 24 - Источник 37ТВ. Слева направо: шкаф выпрямителя КТЭ 800/220-112; шкаф с блоками РТ-01, выходным фильтром, ключами гашения поля; стойка СИФУ и системы защит; шкаф главного силового фильтра

3.4 Лабораторные испытания 37ТВ

Ниже приводятся осциллограммы испытания источника 37ТВ в режиме короткого замыкания выхода. На Рисунке 25а - осциллограмма испытаний 37ТВ при скачкообразном изменении напряжения выпрямителя. Испытание весьма информативно, поскольку можно одновременно наблюдать качество настройки регулятора РН и качество стабилизации тока блоками РТ-01. Напряжение на блоках РТ-01 изменяется от 10 до 18 В (верхний луч). Выходной ток транзисторного каскада установлен 240 А (нижний луч).

(а)

Рисунок 25 - Осциллограммы испытания источника 37ТВ в режиме короткого замыкания выхода при скачкообразном изменении напряжения выпрямителя: а - масштаб по горизонтали: 0,25 с в клетке, верхний луч - скачкообразные изменения напряжения тиристорного выпрямителя, размах 8 В; нижний луч - выходной ток 240 А; б - масштаб по горизонтали: 5 мс в клетке, верхний луч - скачкообразное нарастание напряжения выпрямителя величиной 8 В, нижний луч - пульсации тока (постоянный ток 240 А), 0,6 А в клетке

На вход опорного напряжения платы РН подается прямоугольное напряжение от генератора (фронт ~50 нс) в сумме с постоянным смещением. На Рисунке 25б видно, что влияние скачков напряжения на выходной ток пренебрежимо мало.

На Рисунке 26 - осциллограмма, иллюстрирующая влияние пульсаций выпрямителя частотой 300 Гц на выходной ток 37ТВ. Если принять размах пульсаций выпрямителя 1 В, размах пульсаций тока 0,24 А, выходное сопротивление группы из 12 параллельно соединенных блоков РТ-01 составит 4,2 Ом, а выходное сопротивление одного блока РТ-01 на частоте 300 Гц при токе 50 А - около 50 Ом, что хорошо согласуется с измерениями в [12; 13].

Рисунок 26 - Верхний луч - пульсации напряжения выпрямителя, 1 В в клетке; нижний луч - пульсации тока на выходе блоков РТ-01 при выходном токе 600 А, 0,24 А в клетке

3.5 Работа 37ТВ на сверхпроводящие магниты Нуклотрона

На Рисунке 27 приведена осциллограмма типичного рабочего цикла Нуклотрона. Средний луч отображает напряжение на магнитах Д и Ф, наводимое током источника 19,20ТВ. Напряжение меняется приблизительно от минус 21 В до плюс 38 В. Рабочий цикл 37ТВ начинается с инверторного режима. Нижний луч отображает выходной ток 37ТВ. Подробно рассмотреть начало цикла позволяет осциллограмма на Рисунке 28.

Рисунок 27 - Совместный цикл 19,20ТВ и 37ТВ. Верхний луч - напряжение на РТ, 10 В в клетке; средний луч - напряжение на выходе 37ТВ (на магнитах Д и Ф), 10 В в клетке; нижний луч - выходной ток 37ТВ, 60 А в клетке. Масштаб по горизонтали: 1 с в клетке

Рисунок 28 - Начало цикла, растянуто. Переход выпрямителя 37ТВ в инверторный режим при малом токе. Верхний луч - напряжение на РТ-01, 10 В в клетке; средний луч -напряжение на выходе 37ТВ, 10 В в клетке; нижний луч - ток 37ТВ, 30 А в клетке. Масштаб по горизонтали: 0,1 с в клетке

На верхнем луче (напряжение на блоках РТ-01) видно как напряжение нарастает до 20 В и режим стабилизации напряжения устанавливается с запаздыванием порядка 0,2 с. Запаздывание регулирования объясняется тем, что перезарядка емкостей ГСФ выпрямителя при начале инверторного режима происходит за счет тока, отбираемого из магнитов Д и Ф через транзисторный каскад, а ток этот в начале цикла небольшой. При положительном перепаде напряжения на выходе 37ТВ (см. Рисунок 27) перезарядка емкостей ГСФ происходит за счет энергии из сети, поэтому процессы протекают значительно быстрее и изменение напряжения на РТ-01 едва заметно.

На Рисунке 29 представлены осциллограммы с анализатора пульта Нуклотрона. Рисунок 29а - производная индукции магнитного поля Нуклотрона (напряжение шума и пульсаций на измерительной индукционной катушке магнита), зафиксирован шум и пульсации до и после подключения ВФ во время рабочего цикла Нуклотрона на плато магнитного поля. Рисунок 29б - амплитудно-частотный спектр напряжения шума и пульсаций с включенным ВФ (по вертикальной оси - условные единицы).

<Ю/Л, Гс/с

150- ■

ЛЪ/У -

(а)

(б)

Рисунок 29 - Осциллограммы с анализатора пульта Нуклотрона

В спектре отсутствуют явно выраженные периодические составляющие за исключением остаточных пульсаций частоты выпрямления 300 Гц.

3.6 Выводы

- Источник 37ТВ без существенных изменений в схеме и конструкции используется на Нуклотроне с 47-го сеанса (с 2013 г). В составе источника 37ТВ используются 12 блоков РТ-01. Блоки позволили добиться низкого уровня шумов, помех и пульсаций и, как результат, низких пульсаций полей магнитов Д и Ф Нуклотрона. Относительное значение пульсаций выходного тока источника 37ТВ не превышает 4 10-5. Относительное значение пульсаций напряжения на магнитах Д и Ф с включенным выходным фильтром не превышает 8 10-4;

- отказов не было;

- получена экспериментальная информация, хорошо изучены особенности совместной работы источника токотбора 37ТВ и главного источника 19,20ТВ;

- также практически проверена возможность управления токами разбаланса магнитов Д и Ф и ускорением пучка при одновременной работе трех источников: 19,20ТВ, 37ТВ и источника токодобавки 22ТВ (в его составе - 4 блока РТ-01).

Глава 4

Применение блоков РТ-01 в составе стенда для измерения характеристик магнитного поля магнитов ускорителей при комнатной

температуре

В ЛФВЭ ОИЯИ начаты серийные сборка и испытания структурных дипольных и квадрупольных сверхпроводящих магнитов бустерного синхротрона NICA (бустер) и накопительного кольца NICA (коллайдер). Магниты аналогичны по конструкции магнитам Нуклотрона [19] и представляют собой сверхпроводящие (СП) магниты с полем, формируемым железным ярмом типа «оконная рама» для дипольных и с гиперболическими полюсами для квадрупольных магнитов.

В процессе сборки и испытаний каждого модуля магнитно-криостатной системы бустера и коллайдера NICA проводится серия измерений характеристик магнитного поля каждого магнита. Главной задачей магнитных измерений является проверка качества магнитного поля изготовленных магнитов на соответствие техническому заданию [20]. Программа проверки вновь изготовленных сверхпроводящих магнитов включает измерения параметров магнитного поля при комнатной температуре («теплые» измерения) и при рабочей температуре магнита 4,5 K («холодные» измерения). Теплые магнитные измерения предшествуют холодным. Их целью является проверка точности изготовления деталей магнита и качества сборки. Для этого в сборочно-тестовом цеху создан участок теплых магнитных измерений (Рисунок 30), оборудованный измерительной системой, состоящей из измерительной аппаратуры и специально разработанного для питания магнитов источника тока, получившего название ИП-100 [21; 22].

4.1 Структура и принцип работы стенда

Структурная схема стенда для теплых магнитных измерений представлена на Рисунке 31. Измерительными сигналами при измерениях геометрии поля магнита служат выходной сигнал прецизионного датчика тока (Цт), измеряющего ток обмотки и сигнал с индукционной поворотной катушки (иик), располагаемой в апертуре магнита.

Рисунок 31 - Структурная схема стенда для теплых магнитных измерений. D/A- цифро-аналоговый преобразователь, Ubx - входной сигнал, /вых — выходной ток, Цдг — выходной сигнал датчика тока, иик — выходной сигнал индукционной катушки, A/D — аналого-цифровой преобразователь

Сигнал с индукционной катушки после аналого-цифрового преобразования (АЮ) интегрируется. Время начала интегрирования - момент, когда ток обмотки проходит через нулевое значение, окончание интегрирования - выбранное значение тока вблизи максимума.

Алгоритм цифровой обработки построен таким образом, что дрейф коэффициента передачи и дрейф нуля источника тока практически не влияют на точность измерения. В то же время к уровню шума, помех и пульсаций выходного тока предъявляются высокие требования. Для обеспечения необходимой точности магнитных измерений относительное среднеквадратичное значение суммы шума и пульсаций сетевой частоты и её гармоник в выходном токе должны быть не более 10-5 от максимальной амплитуды выходного тока. Скорость нарастания тока выбирается такой, чтобы наводимая в измерительной катушке ЭДС была значительно больше напряжения шума и помех, а длительность импульса обеспечивала достаточное количество отсчетов сигнала при цифровой обработке. Конечная величина тока зависит от выбранных скорости нарастания тока и длительности импульса.

Основные параметры обмоток магнитов при комнатной температуре приведены в Таблице 3.

Таблица 3 - Основные параметры обмоток магнитов при комнатной температуре

Магнит бустера Обмотка L, мкГн R при 293 К, Ом

Дипольный Основная 630 0,20

Реперная 26 0,10

Квадрупольный Основная 96 0,06

Реперная 32 0,33

Значения индуктивности и сопротивления обмоток при комнатной температуре используются при расчете параметров импульса тока и настройке источника тока. При теплых измерениях приходится ограничивать величину и длительность импульса тока, подаваемого в обмотку магнита во избежание ее нагрева и повреждения изоляции, а также потому, что нагрев может вызвать изменение геометрических размеров магнита. Кабель обмотки состоит из мельхиоровой трубки, вокруг которой спирально навиты провода из сверхпроводящих нитей в медной матрице. Электрическое сопротивление кабеля при комнатной температуре определяется количеством меди в сечении проводника. Например, для магнитов бустера площадь сечения проводника по меди составляет 4,9 мм2. Электрическое сопротивление мельхиоровой трубки и ЭДЪ-Т

сверхпроводящих волокон значительно выше и его влиянием можно пренебречь. Обычно на магнитные измерения при комнатной температуре требуется несколько часов. При этом нагрев обмотки не должен превышать нескольких градусов.

Осциллограмма типичного импульса тока, подаваемого в магниты при измерениях, приведена на Рисунке 32. Для исключения колебательных переходных процессов импульсы формируются с параболическими переходами. Параболические переходы также полезны во избежание ложного срабатывания датчиков срыва сверхпроводимости при холодных измерениях. Между импульсами необходима пауза не менее 3 с, в течение которой сервопривод меняет положение индукционной катушки для следующего измерения.

10 О 10 20 30 40 50 60 70 80

1, тэ

Рисунок 32 - Осциллограмма тока для теплых магнитных измерений

4.2 Общие требования к источнику тока для магнитных измерений и выбор структурной схемы источника тока

Магнитные измерения проводились с различными источниками питания, как промышленными, так и самостоятельного изготовления. Импульсные источники питания на ЮВТ-транзисторах с «жестким переключением», например, PS15000, PS260 [23], создают высокий уровень высокочастотных помех, пульсации сетевой частоты ослабляются недостаточно, вследствие чего требуемая точность измерений не обеспечивается. Структура типичного источника тока для магнитных измерений [24] представлена на Рисунке 33. Источник состоит из сетевого трансформатора,

автотрансформатора с плавной регулировкой напряжения, неуправляемого выпрямителя с пассивным фильтром и последовательного регулирующего транзисторного каскада в линейном режиме, состоящего из нескольких сотен параллельно включенных транзисторов.

' " 4 'Iruihhmitfi RoDerRegulator Rectifier Passh e Fitter SeriesRegifetnii D.C. Output Ntftvftifc

Рисунок 33 - Источник питания для магнитных измерений на 2500 А, 90 В [20]

В ЛФВЭ ОИЯИ был изготовлен источник подобной структуры с выходным током до 100 А, получивший название ИП-100, в основе которого 2 блока РТ-01 [12; 13]. Получены существенно лучшие результаты, чем с источниками на IGBT-транзисторах, но, необходимо было ещё большее снижение пульсаций сетевой частоты и её гармоник. Дальнейшего снижения пульсаций можно добиться путем увеличения подавления пульсаций напряжения выпрямителя. Например, близкий по выходному току источник для магнитных измерений Model 625, производимый Lake Shore Cryotronics [25], рассчитанный на выходной ток до 60 А при напряжении до 5 В, также построен без применения импульсных преобразователей. Выходной каскад - транзисторный регулятор в линейном режиме. Пульсации выходного тока не превышают 710-5 (относительно 60 А) и подчеркивается, что в основном это пульсации сетевой частоты и её гармоник, а вклад шумов электронных компонентов значительно меньше.

В нашем случае требования по уровню пульсаций и шумов более жесткие - не выше 10-5 по среднеквадратичному значению'. Учитывая, что характер выходного тока при теплых измерениях - относительно короткие импульсы с длительной паузой и средняя потребляемая мощность невелика, было принято решение отказаться в ИП-100 от мощного сетевого источника питания. Вместо него используется предварительно заряженная батарея конденсаторов, импульс тока формируется последовательным транзисторным каскадом в линейном режиме. Батарея конденсаторов подзаряжается в паузах между импульсами с помощью маломощного зарядно-подзарядного источника. Таким образом в выходном токе источника удалось практически полностью избавиться от пульсаций сетевой частоты и её гармоник. Уровень шума выходного тока ИП-100

определяется шумом электронных компонентов и составляет менее 10-5 среднеквадратичного значения относительно 100 А.

При теплых измерениях при прохождении импульса тока через обмотку на активном сопротивлении проводника происходит падение напряжения, значительно превышающее «полезное» для измерений напряжение самоиндукции. При этом в рабочем режиме при спаде тока на выходе источника тока не происходит смены полярности напряжения, характерной для холодных измерений. Поэтому источник тока ИП-100 построен по простейшей «одноквадрантной» схеме, которая представляет собой последовательное соединение батареи конденсаторов, транзисторного каскада и обмотки магнита.

4.3 Описание источника тока для магнитных измерений ИП-100

На рисунке 34 представлена электрическая принципиальная схема источника ИП-100. Основные технические характеристики ИП-100 приведены в Таблице 4. В основе источника - линейные транзисторные регуляторы тока А1, А2 РТ-01 [12; 13], которые изначально разрабатывались для применения в составе источников токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов Нуклотрона [10; 11]. Для начальной зарядки и дальнейшей подзарядки батареи конденсаторов С1-С15 общей емкостью 1,5 Ф и напряжением до 40 В используется источник питания G2. Это линейный лабораторный источник питания с малыми пульсациями, имеющий режимы стабилизации напряжения и стабилизации тока. Блоки РТ-01 работают с начальным током смещения порядка 0,5 А каждый. Для малых токов (приблизительно до 1 А) выходной каскад ИП-100 представляет собой мост. Одно плечо моста образуют батарея конденсаторов и источник смещения (-Цм), другое плечо - блоки РТ-01 и резисторы смещения 1-^, 2-^. В диагональ моста включается обмотка магнита. По условиям измерений блоки РТ-01 настроены таким образом, что через обмотку магнита протекает небольшой отрицательный ток (порядка 50 мА), момент прохождения тока через ноль является началом отсчета при измерениях. На выходе ИП-100 предусмотрен диод аварийного гашения поля "УВ3, который защищает силовые транзисторы от перенапряжения в случае недопустимо быстрого спада тока магнита. Для обеспечения устойчивости блоков РТ-01 при работе на индуктивную нагрузку на выход подключается компенсирующая цепь RзC16, параметры которой зависят от индуктивности и сопротивления обмотки подключаемого магнита (Таблица 5). Расчет цепей компенсации описан в [12; 13]. При холодных испытаниях ИП-100 используется для питания реперных обмоток магнитов,

Рисунок 34 - Электрическая принципиальная схема ИП-100

которые подключаются через добавочное сопротивление R2. При выключении ИП-100 батарея конденсаторов автоматически разряжается через R4 за время порядка 7 с. Внешний вид ИП-100 представлен на Рисунке 35.

Таблица 4 - Основные технические характеристики ИП-100

Характеристика Значение Примечание

Номинальное напряжение питания, В частотой, Гц 220 (±10%) 50

Потребляемый ток, А, не более 1,5 В течение не более 1 с

Амплитуда импульса выходного тока, А 0-100

Номинальное выходное напряжение, В 5-35

Максимальная энергия выходного импульса, Дж 150

Минимальная пауза между импульсами, с 1,5

Номинальное входное напряжение управления,В 0- +10 Цепь управления изолирована от силовой цепи

Рабочий диапазон частот (по спаду минус 3 дБ), Гц 0-6000 При активной нагрузке

Начальный выходной ток, мА ±500 Устанавливается при настройке при ивхупр = 0

Шум выходного тока, мАэфф, не более, в полосе частот: 1-100 Гц 1-1000 Гц 1-10000 Гц 0,29 0,76 1,33 Rнагр = 0; эквивалентная расчетная полоса частот с отвесными скатами.

Цепь аварийного гашения поля магнита есть Обратный диод

Диапазон рабочих температур, °С 0- +50

Охлаждение воздушное

Габаритные размеры, мм 2000x520x695

Таблица 5 - Параметры цепи компенсации при питании магнитов от ИП-100

Магнит Бустера Обмотка Цепь компенсации

Яэ, Ом С16, мкФ

Дипольный Основная 0,62 4700

Реперная 0,43 680

Квадрупольный Основная 0,2 4700

Реперная 0,39 680

Рисунок 35 - Внешний вид ИП-100

4.4 Работа ИП-100 в составе измерительной системы

На Рисунке 36 приводятся осциллограммы тока, создаваемого источником ИП-100 в главной обмотке магнита при теплых измерениях. Осциллограммы получены с помощью АЦП PXI-4462 National Instruments [26], программного обеспечения LabVieW [27] и датчика тока IT 200-S ULTRASTAB LEM [28]. На Рисунке 36а представлен

1,А 100806040200--1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

t, ms

(а)

1,А

0.0500.025 -0.000 --0.025 --0.050 -

-1-1-1-1-1-1-1-1-1—

0.50 0.75 1.00 1.25 1.50

t, ms

(б)

I, А 99.87599.85099.82599.80099,77537.2 37,4 37,6 37.8 38.0 38.2

t, ms (В)

Рисунок 36 - Осциллограммы тока, создаваемого источником ИП-100 в главной обмотке магнита при теплых измерениях: а - типичный импульс тока; б, в - растянутые участки импульса тока, масштаб по вертикали 25 мА в клетке

типичный импульс выходного тока амплитудой 100 А, на рисунках 36б и 36в -растянутые участки импульса соответственно в начальной части и у вершины, иллюстрирующие пренебрежимо малый шум тока.

4.5 Измерения шума выходного тока ИП-100

Значения шума выходного тока ИП-100, приведенные в Таблице 4, получены путем измерения напряжения шума на нагрузочном резисторе 0,1 Ом. Для усиления напряжения шума был применен усилитель с Ки = 2000 и переключаемой полосой пропускания, и вольтметр истинных среднеквадратичных значений Agilent 34401A [16]. Величина шумового тока определяется шумом электронных компонентов и от величины выходного тока не зависит.

На рисунке 37 показаны амплитудно-частотные спектры среднеквадратичных значений шума и помех в выходном токе в полосе 1 Гц, полученные с помощью датчика тока (ДТ) IT 200-S ULTRASTAB LEM, АЦП PXI-4462 National Instruments и программного обеспечения LabVieW. Ноль дБ соответствует 100 А постоянного тока.

В Таблице 6 приведены результаты измерения среднеквадратичных значений шума и помех в выходном токе в тех же режимах в зависимости от полосы частот.

-100 п

110

-160 .......1—.........«—........—■—........—■—........—■—«-л

1 10 100 1000 10000

£> Гц

Рисунок 37 - Амплитудно-частотные спектры шума и помех на выходе датчика тока (ДТ). 1- спектр шума и помех на выходе ДТ при выключенном ИП-100, 2 - суммарный спектр ДТ и ИП-100, выход ИП-100 короткозамкнут; 3 - суммарный спектр ДТ и ИП-100, нагруженного на главную обмотку квадрупольного магнита

Таблица 6 - Результаты измерения шума и помех в выходном токе

Измерение Единица измерения В полосе частот, Гц*

1-100 1-1000 1-10000

Шум+помехи ДТ мАэфф 0,027 0,08 0,48

Шум+помехи ДТ и ИП-100 при к.з. выхода 0,25 0,75 1,30

Шум+помехи ДТ и ИП-100 с квадрупольным магнитом 0,23 0,35 0,58

*-полоса частот ограничивается при цифровой обработке сигнала датчика после аналого-цифрового преобразования полосовым фильтром 6-го порядка.

Результаты измерений с помощью датчика тока IT 200-S ULTRASTAB LEM, АЦП PXI-4462 National Instruments и программного обеспечения LabVieW подтверждают результаты измерений, приведенные в Таблице 4.

При работе ИП-100 с обмотками магнитов полоса частот выходного тока ограничивается индуктивностью обмотки и не превышает нескольких сотен герц. Это приводит к заметному снижению шума и помех в выходном токе. Кроме того, на спектре видно, что на частотах выше примерно 1000 Гц преобладают импульсные помехи, вносимые датчиком тока. Поэтому, при измерениях целесообразно ограничивать полосу частот сигнала датчика на уровне не выше 1000 Гц. В этом случае относительный уровень шума на выходе датчика тока при работе, например, с квадрупольным магнитом при амплитуде выходного тока 100 А составит:

ШуМ (1ш,эфф(1-1000)

Сигнал

^max J

(0,35 • 10-3 ^

= 20• lg ш,эфф(1-1000) = 20• lg ^ ^ = 20• lg(3,5• 10-6) = -109(дБ)

100

4.6 Выводы

Четыре источника ИП-100 длительное время используются в составе стендов для магнитных измерений. Качество выходного тока источников позволяет проводить измерения геометрии магнитного поля магнитов ускорителей в соответствии с требованиями, установленными в техническом задании на магнитные измерения [18]. Отсутствие пульсаций сетевой частоты и её гармоник, низкие шум и помехи в выходном токе удалось обеспечить за счет отказа от мощного сетевого источника питания и использования для формирования выходного импульса энергии конденсатора, а также -рационального конструирования измерительной системы. При теплых измерениях отмечена лучшая, чем при холодных измерениях, повторяемость результатов. Это объясняется тем, что линейный источник тока ИП-100 имеет существенно более низкий уровень шумов, пульсаций и помех (ниже 10-5 по среднеквадратичному значению), чем импульсный источник на ЮВТ-транзисторах, применяемый при холодных измерениях.

Заключение

- В ходе выполнения данной работы был разработан универсальный блок регулирования тока РТ-01 c транзисторным регулирующим каскадом в линейном режиме, позволяющий создавать источники тока с высоким быстродействием и малыми пульсациями и шумом как для эксплуатационных, так и для исследовательских задач;

- разработаны и внедрены источники токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов Нуклотрона на основе блоков РТ-01. Номинальный выходной ток источника токоотбора составляет 600 А при выходном напряжении до 65 В, источника токодобавки - 200 А при напряжении до 30 В. Относительное значение пульсаций тока разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов не превышает 410-5. Источники обеспечивают устойчивые режимы ускорения с малыми пульсациями главного магнитного поля и надежную эксплуатацию Нуклотрона с последовательной схемой питания;

- получены опыт и ценные экспериментальные результаты по управлению токами разбаланса фокусирующих и дефокусирующих магнитов Нуклотрона, и способам ослабления шума и пульсаций токов источников разбаланса, имеющие практическую ценность для создания и эксплуатации будущих систем питания бустера и коллайдера NICA, в которых также планируется применить последовательную схему питания;

- участок по производству сверхпроводящих магнитов в ЛФВЭ оснащен четырьмя малошумящими источниками импульсного тока ИП-100 для прецизионных измерений параметров сверхпроводящих магнитов при комнатной температуре. Выходной ток ИП-100 - до 100 А при напряжении до 35 В, относительный уровень шума и помех в выходном токе не превышает 10-5. Обеспечена требуемая точность магнитных измерений. По состоянию на май 2019 г. проведены измерения параметров 45 дипольных магнитов бустера NICA и 11 дипольных магнитов коллайдера NICA.

Благодарности

Автор выражает благодарность:

- В.Н. Карпинскому за постановку задачи, участие в подготовке технического задания на разработку блоков РТ-01 и источников 37ТВ и 22ТВ, и полезные обсуждения;

- Ю.М. Ноженко, А.А. Шурыгину и группе электромонтеров под руководством А.Л. Осипенкова за участие в конструировании и за изготовление блоков РТ-01 и источников 37ТВ и 22ТВ;

- Г.Г. Ходжибагияну и С.А. Костромину за одобрение и поддержку во время подготовки диссертации;

- С.А. Долгому, Д.Ю. Кочко, Т.А. Парфило, М.М. Шандову, А.В. Кудашкину, Б.Ю. Кондратьеву, Р.Г. Попкову, А.Я. Филиппову за участие в работах по ИП-100;

- научному руководителю А.О. Сидорину за помощь, консультации, обсуждения на всех этапах на пути к защите диссертации;

- и, конечно же, моим родителям Михаилу Николаевичу и Альбине Аркадьевне за прочтение работы, обсуждения, советы и поддержку.

Список литературы

1. Агапов Н.Н. и др. Ход реализации проекта Нуклотрон-М (по итогам сеансов 37, 38) // Сообщение ОИЯИ Р9-2009 - 38, Дубна, 2009.

2. Аверичев А.С. и др. Итоги 44-го и 45-го сеансов Нуклотрона // Сообщение ОИЯИ Р9-2012-108, Дубна, 2012.

3. Карпинский В.Н. и др. Развитие системы питания Нуклотрона // Письма в ЭЧАЯ. -2010.- Т.7, №7(163). - С.835-842.

4. Аверичев А.С., .. .Омельяненко М.М. и др. Итоги 46-го и 47-го сеансов Нуклотрона // Сообщение ОИЯИ Р9-2013-140, Дубна, 2013.

5. Accelerator Power Electronics Engineering / US Particle Accelerator School Michigan State University. June 2012. -URL: http://uspas.fnal.gov/materials/12MSU/2012-Accelerator-Power-Electronics.pdf. (Дата обращения: 21.05.2019)

6. Model 854 Magnet Power Supply / -URL: http://www.danfysik.com/media/1098/model-854-datasheet.pdf. (Дата обращения: 21.05.2019)

7. Ajoy Sankar Banerjee, High Precision Power Supply for Accelerator Magnets // in Proc. of RUPAC2012, Saint-Petersburg, Russia. -URL:

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/rupac2012/papers/thbch01.pdf (Дата обращения: 21.05.2019)

8. LHC600A-40V Power Converter / -URL: http://te-epc-lpc.web.cern.ch/te-epc-lpc/converters/lhc600a-40v/general.stm. (Дата обращения:

21.05.2019)

9. URL: http://fastmean.ru. (Дата обращения: 21.05.2019)

10. Карпинский В.Н., ... Омельяненко М.М.. и др. Источники токоотбора и токодобавки фокусирующих и дефокусирующих структурных сверхпроводящих квадрупольных магнитов Нуклотрона // Препринт ОИЯИ Р13-2015-100, Дубна, 2015.

11. Карпинский В.Н., ... Омельяненко М.М. и др. Источники токов разбаланса фокусирующих и дефокусирующих структурных сверхпроводящих квадрупольных магнитов Нуклотрона // ПТЭ. - 2017. - №2. - С.97-109.

12. Омельяненко М.М. Блок регулирования тока РТ-01 с транзисторным регулирующим элементом в линейном режиме // Препринт ОИЯИ Р13-2015-95, Дубна, 2015.

13. Омельяненко М.М. Блок регулирования тока РТ-01 с транзисторным регулирующим элементом в линейном режиме // ПТЭ. - 2017. - №2. - С.72-78.

14. Complementary Silicon Power Transistors MJ15003 / Motorola, Inc. 1995. -URL: http ://pdf 1. alldatasheet. com/datasheet-pdf/view/2667/MOSPEC/MJ 15003 .html. (Дата обращения: 21.05.2019)

15. Power Booster Applications. AN14 / Apex Microtechnology, Inc. 2012. -URL: https://www.apexanalog.com/resources/appnotes/an14u.pdf (Дата обращения: 21.05.2019)

16. Мультиметр Agilent 34401A / -URL: http//www.zao-ntnk.ru/files/Ag34401.pdf (Дата обращения: 21.05.2019)

17. Программируемые импульсные источники питания постоянного тока серии PSW7 GOOD WILL INSTRUMENT Co., Ltd / -URL:

https://www.electronpribor.ru/catalog/50/psw7-30-108.htm (Дата обращения: 21.05.2019)

18. Input Filter Design for Switching Power Supplies / -URL: http://www.ti.com/lit/an/snva538/snva538.pdf. (Дата обращения: 21.05.2019)

19. H. Khodzhibagiyan et al. The concept of a superconducting magnet system for the Nuclotron - 1988 // in Proc. of ICIC12, Southampton, pp. 841-844.

20. Борисов В.В., ... Омельяненко М.М. и др. Измерение характеристик магнитного поля дипольного магнита бустера NICA // Письма в ЭЧАЯ. - 2016. - Т.13, №7(205). - С.1333-1342.

21. Борисов В.В., ... Омельяненко М.М. и др. Малошумящий источник импульсного тока для измерения характеристик магнитного поля магнитов ускорителей // Препринт ОИЯИ Р13-2016-42, Дубна, 2016.

22. *Омельяненко М.М. и др. Малошумящий источник импульсного тока для измерения характеристик магнитного поля магнитов ускорителей // Письма в ЭЧАЯ. - 2017. - Т.14, №1(206). - С.190-200.

23. АО «Электротехнический научно-исследовательский и проектный институт», г. Нова Дубница, -URL: http://www.evpu.sk/russian/istochniki-pitanija. (Дата обращения: 21.05.2019)

24. Status and Trends in Magnet Power Converter Technology for Accelerators // 5th International Particle Accelerator Conference, June 15-20, 2014, Dresden, Germany. -URL: http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/IPAC2014/talks/thyb01_talk.pdf , page 8-10. (Дата обращения: 21.05.2019)

25. Model 625 Superconducting Magnet Power Supply / -URL:

https://www.lakeshore.com/products/categories/specification/material-characterization-products/superconducting-magnet-power-supply/model-625-superconducting-magnet-power-supply (Дата обращения: 21.05.2019)

26. Dynamic Signal Analyzer NI PXI-4462 / -URL: http://www.ni.com/ru-ru/support/model.pxi-4462.html. (Дата обращения: 21.05.2019)

27. Графическая среда программирования LabVIEW / -URL: http://www.labview.ru/labview/. (Дата обращения: 21.05.2019)

28. Current Transduser IT 200-S ULTRASTAB / -URL:

https://www.lem.com/sites/default/files/products_datasheets/it_200-s_ultrastab.pdf (Дата обращения: 21.05.2019)

29. Борисов В., ... Омельяненко М. и др. Система для магнитных измерений дипольных магнитов бустера NICA 30' // The International Workshop "NICA Accelerating Complex: Problems and Solutions-2014", September 2014, Sozopol, Bulgaria. -URL: http://indico-old.jinr.ru/conferenceOtherViews.py?view=standard&confId=893

(Дата обращения: 21.05.2019)

30. Осипенков А.Л., ... Омельяненко М.М. и др. Системы питания ускорителей NICA // The International Workshop "NICA Accelerating Complex: Problems and Solutions-2014", September 2014, Sozopol, Bulgaria.

-URL: http://indico-old.jinr.ru/conferenceOtherViews.py?view=standard&confId=893 (Дата обращения: 21.05.2019)

31. N. Topilin, ... M. Omelyanenko еt al. NICA-MPD Desing Process Report. // The International Workshop "NICA Accelerating Complex: Problems and Solutions-2014", September 2014, Sozopol, Bulgaria. -URL:

http://indico-old.jinr.ru/conferenceOtherViews.py?view=standard&confId=893 (Дата обращения: 21.05.2019)

32. V. Borisov, ... M. Omelyanenko et al. MAGNETIC MEASUREMENTS OF NICA BOOSTER DIPOLES // in Proc. of IPAC2017, Copenhagen, Denmark, pp. 3458-3460. -URL: http://inspirehep.net/record/1626305/files/wepva087.pdf

(Дата обращения: 21.05.2019)

33. A. Shemchuk, ... M. Omelyanenko et al., MAGNETIC MEASUREMENT SYSTEM FOR THE NICA QUADRUPOLE MAGNETS // in Proc. of IPAC2017, Copenhagen, Denmark, pp. 3464-3467. -URL: http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/ipac2017/papers/wepva089.pdf . (Дата обращения: 21.05.2019)

34. V. Borisov, ... M. Omelyanenko et al. SERIES MAGNETIC MEASUREMENTSOF NICA BOOSTER DIPOLES // in Proc. of RuPAC2016, St. Petersburg, Russia, pp. 629-631. -URL: http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/rupac2016/papers/thpsc043.pdf (Дата обращения: 21.05.2019)

35. A. Shemchuk. M. Omelyanenko et al. MAGNETIC MEASUREMENT SYSTEM FOR THE NICA QUADRUPOLE MAGNETS // in Proc. of RuPAC2016, St. Petersburg, Russia, pp.

559-562. -URL: http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/rupac2016/papers/thpsc010.pdf (Дата обращения: 21.05.2019)

36. M. Shandov, ... M. Omelyanenko et al. MAGNETIC MEASUREMENT SYSTEM FOR THE NICA COLLIDER DUAL DIPOLES // in Proc. of RuPAC2016, St. Petersburg, Russia, pp. 547-549. -URL: http ://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/rupac2016/papers/thpsc005 .pdf (Дата обращения: 21.05.2019)