2MeV10mA電子加速器的束流范圍擴(kuò)展及穩(wěn)定性控制研究.pdf

1、該項(xiàng)研究中擬進(jìn)行改進(jìn)的加速器,是俄羅斯生產(chǎn)的2MeV10mA工業(yè)用電子加速器,采用計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)相對(duì)較少,且束流調(diào)節(jié)范圍只在1mA--10mA具有較好的穩(wěn)定性,而在科研工作應(yīng)用中實(shí)際中經(jīng)常需要較小束流.為同時(shí)滿(mǎn)足工業(yè)加工和科研實(shí)驗(yàn)的需要,解決小束流電子引出以及穩(wěn)定性問(wèn)題,所以開(kāi)展該項(xiàng)目研究工作.現(xiàn)在的工控產(chǎn)品強(qiáng)大的控制功能,完全可以滿(mǎn)足加速器的控制要求,因此僅從控制系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的控制內(nèi)容來(lái)看,困難也許不大.但加速器是一臺(tái)高電壓(2M

2、V),強(qiáng)束流(10mA)的設(shè)備,本身就是一個(gè)強(qiáng)大的電磁干擾源,另外還會(huì)有通過(guò)空間途徑引入的輻射性干擾,而且這些干擾都具有很強(qiáng)的干擾能量.所以解決小束流穩(wěn)定問(wèn)題,要求系統(tǒng)必須具備很強(qiáng)的抗干擾能力,能在較惡劣的環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定工作.加速器束流就是電子槍陰極發(fā)射電流,要對(duì)束流精確控制的關(guān)鍵在于對(duì)電子槍電源的精確控制和穩(wěn)定.電子槍發(fā)射電子是受控于電子槍陰極燈絲溫度,也即是受控于燈絲加熱電壓(電流).這樣電子束流的穩(wěn)定,與電子槍電源的穩(wěn)定直接相關(guān),

3、因此首先需要穩(wěn)定電子槍電源.這里采用間熱式電子槍的陰極加熱電源,將控制過(guò)程中的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào),再通過(guò)測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)有多少個(gè)脈沖產(chǎn)生.算出電壓值的大小,提高了控制精度.對(duì)于加速管頻率穩(wěn)定控制,系統(tǒng)采用自適應(yīng)增益控制和ADALINE方法,解決了頻率慢漂移及頻率穩(wěn)定問(wèn)題,保證了束流的能量和掃描均勻度穩(wěn)定性.束流掃描系統(tǒng)由于原來(lái)采用三角波信號(hào)驅(qū)動(dòng),在大掃描角度情形下,均勻性不好.通過(guò)采用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生類(lèi)似正弦波的特殊電壓信號(hào),能夠大大改