Мощный модулятор для ускорителя элементарных частиц (25 MW SMES-based power modulator)
В течение 1999…2000г по заказу от ESTEL (г. Таллинн) фирма ALJUEL спроектировала и поставила микропроцессорную систему управления мощным импульсным источником (модулятором) на базе транзисторов IGBT. Силовая схема модулятора спроектирована в ВЭИ им. Ленина (г. Москва) под руководством ведущего ученого Г.М.Мустафы по принципу построения, предложенному ALJUEL. Первый промышленный образец модулятора изготовлен в ESTEL. Генеральный заказчик модулятора – германский ядерный центр DESY, Deutsches Elektronen-Synchrotron, субподрядчик германский Исследовательский центр Карлсруе (Forchungzentrum Karlsruhe), инициатор проекта модулятора Dr. Kuperman, G.
В течение 2001 года по отдельному заказу от Исследовательского центра Карлсруе фирма ALJUEL построила математическую модель модулятора, рассчитала и оптимизировала режимы работы модулятора, спроектировала и изготовила тестирующее устройство для системы управления модулятором.
В 2002 году образец модулятора производства ESTEL поставлен в Германию в ядерный центр DESY для передачи в серийное производство. Декларируемая импульсная мощность модулятора 25 МВт (по факту испытаний в ESTEL – более 30 МВт), ширина импульса до 1.7мс, частота от 0 до 10 Гц, средняя мощность от 0 до 600 кВт. Точность не хуже 0.5% достигнута при поддержании вершины тока в импульсе до 2.6кА и вершины напряжения до 14кВ. Решена задача равномерного потребления из питающей сети независимо от импульсного потребления нагрузки, что актуально при одновременной работе модуляторов (500 штук и более).
Модуляторы используются для питания через трансформатор электровакуумных приборов – клистронов на 130кВ – в ускорителе элементарных частиц Международном Линейном Колайдоре (International Linear Collider, ILC). ILC разгоняет навстречу друг другу пучки электронов и позитронов приблизительно по 10 миллиардов частиц в каждом пучке на прямолинейном участке длиной около 31 км и осуществляет столкновение пучков до 10 раз в секунду. Частицы разгоняются почти до скорости света, до огромных энергий 500 ГэВ, что в 30 раз превышает энергию частиц при взрыве водородной бомбы. Столкновение с встречным пучком с такой же энергией ускорения плюс энергия аннигиляции позитронов с электронами дает полную энергию частиц, приближающейся к энергии частиц на этапе зарождения вселенной. Еще больше энергию ускорения до 1000 ГэВ планируется получить после 2011 года при увеличении числа модуляторов и длины установки до 50 км.
ILC, с его неповторимыми по точности измерениями, является дополнением к самому мощному в мире (кольцевому) ускорителю частиц Большому Андронному Колайдеру (Large Hadron Collider, LHC) в Женеве, Швейцария, вместе раскрывая некоторые из самых глубоких тайн во вселенной.
Дополнительные сведения: aljuel SMES-modulator
|
|
|