Введение к работе
Актуальность темы связана с разработкой, производством и по-тоянным совершенствованием в ИЯФ СО РАН электронных ускорите-ей прямого действия для промышленного использоваїшя в процессах: адиационной сшивки полимеров (полиэтилен, полихлорвинил, поли-ишшхлорид и т. д.) например, в кабельной промышленности; радиа-іионного отверждеїшя полимерных материалов (промышленность гроительных материалов); стимулирования или иницгаїрования хими-ескнх реакций; очистки дыма, очистки сточных вод, дезинсекции зерна : других. Ряд применений ускорителей (облучение кабелей большого цаметра, зколопіческие программы) требуют создаїшя ускорителей с [ощностыо ускоренного пучка 100 и более киловатт. Такие мощности редьявлягот повышенные требования к размеру, форме и стабильности оложения растра в выпускном окне. Многие технологии требуют вы-окон стабильности и широкого диапазона регулирования энергии и ока электронного пучка. Конкурентноспособность ускорителя сильно ависит также от качества выполнения систем управления и питания. !ысокая стабильность параметров пучка, технический уровень систем правления и гаїтаїшя промышленным ускорителем, в значительной гепени определяет его эксплуатационные характеристики, такие как адежность, удобство в управлении, длительность непрерывной рабо-ы, ремонтно-пригодность, уровень квалификации операторов. За по-леднне годы в Институте произведено и поставлено потребителям
несколько десятков промышленных ускорителей серии ЭЛВ из них око ло 20-ти на экспорт (Япония, Германия, Республика Корея, Китаї: Польша), что было бы невозможно без проведения комплекса работ составляющих тему настоящей диссертации.
Целью работы, положенной в основу диссертации, являлась раз работка методов стабплизащш и контроля основных параметров пучк и создание аппаратных и программных средств систем управления питания ускорителя, обеспечивающих стабилизацию и широкий диапг зон регулирования параметров ускоренного пучка электронов (энерги и ток пучка), автоматическую установку токов электромагнитов в се стеме формирования и центровки растра на фольге выпускного окш автоматическое включение (выключение) систем силового питания вспомогательных устройств. Для обеспечения длительной, надежно работы ускорителя его высоковольтный выпрямитель, системы траг спортировки и выпуска пучка должны быть снабжены средствами н< прерывной во время работы диагностики исправности и защиты. Ускс ригель должен легко встраиваться в существующие и проектируемы технологические линии, позволять регулировать и поддерживаї основные параметры выпущенного пучка в соответствии с требование ми технологического процесса.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Проведенные исследования систем ускорителя позволили ре;
лизовать широкодиапазонные стабилизаторы энергия и тока эле]
тронного пучка для всех типов ускорителей ЭЛВ.
-
Разработана система формирования растра. Предложен принці и разработана система автоматической центровки растра в окне лгускного устройства.
-
Разработаны методы непрерывной, в процессе работы, диагно-ики исправности высоковольтного выпрямителя.
4. Создана комплексная система автоматизации электрофизи
кой установки для промышленных прнменешш, какой является
коритель ЭЛВ. Разработана специализированная модульная инфор-
щнонно-измерительная станция на основе микропроцессора.
6. Разработан комплекс программного обеспечения, позволяю-
іій автоматизировать все режимы работы ускорителя, как в процессе
їладки, так и при его эксплуатации.
7. Разработаны аппаратные и программные средства, позволшо-
ие использовать ускоритель в составе технологических линий.
Практическая ценность. Комплекс работ по созданию систем ста-[лизации параметров пучка, современной системы питания управле-[Я, диагностики и защиты способствовал повышению конкурентно-особности ускорителей и продаже около двадцати ускорителей ЭЛВ в пай, Японию, Республику Корея, Германию, Польшу, а также по-авке значительного количества ускорителей на внутренний рынок, жоритель ЭЛВ был внедрен для промышлешюго изготовления на осковский электротехнический завод им. Вл. Ильича. Результаты боты могут быть использованы при разработке или совершенствова-и конструкции промышленных ускорителей, других электрофизиче-[IX установок.
Автор выносит на защиту следующие результаты проделанно работы:
-
Разработан стабшшзатор энергии электронного пучка, позы ляющнй стабилизировать выходное напряжение высоковольтного ві прямптсля в диапазоне энергий от 0.1 до 2.5 МэВ. Разработан стабнл] затор тока электронного пучка, управляющий током пучка изменен] ем накала электронной пушки и сохраняющий работоспособность широком диапазоне энергии, повышающий срок жизни катода и и дежность ускорителя.
-
Разработана система формирования растра, которая автом тически выбирает параметры системы в зависимости от установление энергии, автоматически центрует растр, в ускорителях с токами око; 200 мА осуществляет динамическую коррекцию формы растра и рабо-в двухфольговом режиме.
-
Разработана система питания ускорителя и реализованы сп собы бесконтактного включения в сеть и разгона мощных (сотни кил ватг) электромашпнных преобразователей частоты с минимальны* перегрузками питающей сети.
4. Сформулированы требования к пнформационн
измерительной системе. Разработана система управления на осно
стандарта КАМАК. Создан альтернативный вариант на основе сг
анализированной управляющей станции.
5. Создана проіраммная среда, с помощью которой автоматиз
рованы все процедуры по управлению ускорителем при его наладке и.
работе в составе технологической линии, предоставляющая операто
необходимый уровень сервиса и позволяющая разработчикам ускор
теля гибко реагировать на запросы, возникающие при совершенен
вашш ускорителя.
Структура диссертации. Диссертация состоит из семи глав, вве-ения и заключения и содержит 115 страниц текста и 53 рисунка. Спи-ок литературы содержит 40 наименований.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались а 5, 6, 7, 8 Всесоюзных совещаниях по применению ускорителей заря-сенных частиц в народном хозяйстве (Ленинград, 1985, 1988, 1992, 995), на Десятом Всесоюзном совещании по ускорителям заряженных астиц (Дубна, 1986), на Четвертой международной конференции по римененшо изотопов и радиационных процессов в промышленности Лейпциг, 1988), на Первом Советско-Индийском семинаре по промыш-ешюму применению ускорителей электронов (Бомбей, 1988), на 13-й Международной конференции по ускорителям частиц высоких энергий Новосибирск, 1987), на Европейской конференции (ЕРАС, Рим, 1988), [а семинарах ускорительных лабораторий ИЯФ СО РАН.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.