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南方先进光源C波段光阴极电子枪微波设计
1
作者 刘盛进 姜世民 +4 位作者 刘星光 肖永川 曹秀霞 吕永佳 李晓 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期162-168,共7页
作为南方先进光源直线段注入器重要设备,开展了C波段光阴极电子枪研究,包括驻波腔微波设计和耦合器设计。其中驻波腔采用3.6腔结构,π模加速模式,工作频率为5.712 GHz;耦合器采用同轴耦合方式。利用Superfish及CST完成了腔体微波结构设... 作为南方先进光源直线段注入器重要设备,开展了C波段光阴极电子枪研究,包括驻波腔微波设计和耦合器设计。其中驻波腔采用3.6腔结构,π模加速模式,工作频率为5.712 GHz;耦合器采用同轴耦合方式。利用Superfish及CST完成了腔体微波结构设计,优化盘片的形状,降低腔体表面最大电场,从而有利于提高腔体加速场强;利用COMSOL开展了腔体水冷系统的分析,优化设计水路,减少腔体由于功率负载所造成的频率偏移,控制腔体温度的上升,保持腔体最大温升小于20℃。在18.15 MW的入腔功率下,阴极面最高场强为180 MV/m,腔体表面最大场强与阴极面场强比值约为0.934 6,腔体Q值大于10 000。通过对耦合器的设计,抑制二极模和四极模的传输,S_(11)参数小于-40 dB。 展开更多
关键词 南方先进光源 光阴极电子枪 微波结构 耦合器 C波段
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加速器用铁氧体-碳化硅混合型高次模阻尼器的研制
2
作者 陈欣 李晨 +6 位作者 赵伟 黄刚 向军 李天涛 杨洁 刘平 秦臻 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第2期108-113,共6页
大电流加速器束管中,当带电粒子流通过束管时,会在束管中激励起高频场,为了降低对束流的影响,束管中产生的高次模需要利用阻尼器将高频场能量转换成热量并通过冷却装置导走。介绍了某混合型高次模阻尼器的研制及主要性能。阻尼器采用的... 大电流加速器束管中,当带电粒子流通过束管时,会在束管中激励起高频场,为了降低对束流的影响,束管中产生的高次模需要利用阻尼器将高频场能量转换成热量并通过冷却装置导走。介绍了某混合型高次模阻尼器的研制及主要性能。阻尼器采用的吸收材料为铁氧体和碳化硅,吸收材料通过金属化和钎焊实现与金属基板的焊接。通过CST和COMSOL软件分别开展了微波性能仿真和热仿真,对阻尼器的结构进行了优化设计。阻尼器的测试结果表明:该混合型阻尼器的吸收效率与计算结果在1.7 GHz以下频段相接近,在1.7 GHz以上高频段后,仿真吸收效率高于实测结果,相差较大;真空漏率、极限真空、水路耐压均满足超导高频腔设计需求。 展开更多
关键词 高次模 阻尼器 铁氧体 碳化硅 焊接
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武汉光源高频系统中P波段160 kW连续波环行器的研制
3
作者 肖诚成 张强 +3 位作者 王程 张俊强 方文程 徐一茗 《核技术》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页
在同步辐射高频腔设备工作过程中,反射功率的突然增大会导致环行器腔体温度升高,进而使环行器中旋磁铁氧体的参数特性产生变化,最终导致反射功率不能很好地被引导至吸收负载处。为了防止负载反射功率过高对功率源造成不可逆转的损伤,需... 在同步辐射高频腔设备工作过程中,反射功率的突然增大会导致环行器腔体温度升高,进而使环行器中旋磁铁氧体的参数特性产生变化,最终导致反射功率不能很好地被引导至吸收负载处。为了防止负载反射功率过高对功率源造成不可逆转的损伤,需要将高功率环行器的反射功率引导至吸收负载上,从而对功率源进行保护。因此,在环行器上设计增加温度补偿功能模块,对环行器的张量磁导特性进行补偿。介绍了国内首台带有温度补偿控制功能的P波段160 kW连续波环行器的研制。经过测试,环行器在中心频率499.654 MHz,带宽±5 MHz范围内的传输损耗低于0.1 dB,中心频率处可达到0.06 dB以下。输入口反射在输出端口全短路的最差情况下,仍然优于-29 dB。在使用恒温水箱模拟实际运行过程中的水温变化的过程中,温度补偿控制模块能让环行器性能保持最佳状态,验证了温度补偿模块功能的可靠性。 展开更多
关键词 铁氧体 环行器 温度补偿 P波段 高功率
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1.3 GHz 9-cell高性能超导腔高阶模耦合器电磁及热分析研究
4
作者 王子晗 潘卫民 +5 位作者 米正辉 翟纪元 贺斐思 沙鹏 王光伟 刘铭 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期62-68,共7页
中国科学院高能物理研究所于2023年6月完成了高品质因数1.3 GHz超导加速模组研发,在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线。模组中集成了八只经过中温退火工艺处理的1.3 GHz9-cell超导腔,在模组的测试过程中超导腔的... 中国科学院高能物理研究所于2023年6月完成了高品质因数1.3 GHz超导加速模组研发,在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线。模组中集成了八只经过中温退火工艺处理的1.3 GHz9-cell超导腔,在模组的测试过程中超导腔的高阶模耦合器温升异常,导致超导腔无法在高梯度下稳定工作。通过HFSS软件和CST软件中的微波仿真模块对高阶模耦合器进行电磁分析,再通过理论和Ansys Workbench软件对高阶模耦合器进行热仿真分析,并结合模组的高功率实验,找到了超导腔性能异常的原因,并对超导腔高阶模耦合器的冷却方式进行了进一步的优化,解决了模组中超导腔高梯度下的不稳定性。 展开更多
关键词 1.3 GHz 9-cell超导腔 高阶模耦合器 电磁分析 稳态热分析
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低温环境对超导腔位移振动特性影响的实验研究 被引量：1
5
作者 雷知迪 邓荣兵 +5 位作者 邓海啸 甄亭亭 高飞 殷立新 黄亚威 刘以勇 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期15-22,共8页
利用高精度磁电式速度传感器可以测量超导腔在低温环境下的振动。定量描述低温环境对超导腔位移振动特性的影响,是实现超导直线加速器亚微米级束流稳定性要求并抑制机械振动导致腔频偏移的基础,这对模组机械和低温系统设计具有重要意义... 利用高精度磁电式速度传感器可以测量超导腔在低温环境下的振动。定量描述低温环境对超导腔位移振动特性的影响,是实现超导直线加速器亚微米级束流稳定性要求并抑制机械振动导致腔频偏移的基础,这对模组机械和低温系统设计具有重要意义。上海光源机械团队以目前承建的“硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)”1.3 GHz超导加速模组为研究对象,在超导腔常温振动测试基础上,采用频谱分析方法研究了超导腔在300.0 K、125.0 K、2.0 K三种温度下的位移功率谱密度、位移均方根和频响函数。测试结果表明:在上海光源地面本底振动下,2.0 K低温环境引起的超导腔垂向振动影响为本底的9.4%,横向振动影响为本底的4.5%。低温环境下新增振源为冷质流动,流体工质的状态对超导腔垂向和横向振动具有不同的影响。研究成果可用于指导模组测试以及结构设计优化。 展开更多
关键词 超导加速模组 2.0K 低温 振动测量 频响函数 硬X自由电子激光
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基于多参数估计的矢量调制器矫正技术研究及验证
6
作者 徐一茗 肖诚成 方文程 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期33-40,共8页
上海软X射线自由电子激光(Shanghai Soft X-ray Free-electron Laser,SXFEL)在搜寻最大加速相位的过程中微波低电平(Low Level Radio Frequency,LLRF)系统的射频输出幅度会产生振荡,进而影响整个装置的稳定性。针对此问题,本文开发了基... 上海软X射线自由电子激光(Shanghai Soft X-ray Free-electron Laser,SXFEL)在搜寻最大加速相位的过程中微波低电平(Low Level Radio Frequency,LLRF)系统的射频输出幅度会产生振荡,进而影响整个装置的稳定性。针对此问题,本文开发了基于多参数估计的矢量调制器(Vector Modulator,VM)矫正技术,用于稳定微波功率源的输出幅度,并且在闭环控制中降低幅、相两个环路的串扰。该方法首先分析并建立了VM的非理想模型,通过系统真实的输入输出估计模型中的多个参数,设计了矫正算法以补偿非理想因素对系统造成的影响,使VM输出的激励信号不仅具有更好的幅相隔离度,而且可同时消除输出波形与回测波形之间的相位差。实验结果表明:经该方法矫正后,相位设定值的改变对VM输出幅度的影响由4.0%(Root Mean Square,RMS)下降到0.19%(RMS),同时相位的设定值与回测值的偏差控制在0.18°(RMS)以内。 展开更多
关键词 低电平控制系统 矢量调制器 多参数估计 误差矫正
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中国散裂中子源直线射频功率源系统的研制 被引量：9
7
作者 李健 徐新安 +10 位作者 慕振成 周文中 刘美飞 姚远 荣林艳 王博 谢哲新 万马良 付云丰 张宗花 乔际民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期161-167,共7页
中国散裂中子源加速器质子束流加速能量为1.6GeV,重复频率为25 Hz,撞击固体金属靶产生散射中子,一期工程的打靶束流功率为100kW。直线加速器的设计束流流强为15 mA,输出能量为81MeV。射频加速和聚束系统包括一台射频四极场加速器、中能... 中国散裂中子源加速器质子束流加速能量为1.6GeV,重复频率为25 Hz,撞击固体金属靶产生散射中子,一期工程的打靶束流功率为100kW。直线加速器的设计束流流强为15 mA,输出能量为81MeV。射频加速和聚束系统包括一台射频四极场加速器、中能束流传输线的两个聚束器、四节漂移管直线加速器加速腔和直线-环束流传输线的一个散束器,与之相对应,共有8个单元在线运行的射频功率源为其提供所需的射频功率。目前,直线射频功率源系统预研项目已全部完成,各项性能参数均已达到设计指标,当前正处在批产安装调试阶段。 展开更多
关键词 射频功率源 数字化射频低电平控制 四极管 串联谐振 高压电源
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C-ADS主加速器系统CM4低温恒温器的热负荷分析 被引量：8
8
作者 韩瑞雄 葛锐 +4 位作者 张建琴 孙良瑞 桑民敬 边琳 李少鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2079-2084,共6页
为了优化CM4低温恒温器的结构型式,本文对低温恒温器热负荷来源进行了研究,包括低温绝热支撑(POST)、电流引线、高功率耦合器的热传导,80K冷屏的热辐射,超导腔、高功率耦合器的动态热负荷等。研究结果表明,CM4低温恒温器满足低热负荷的... 为了优化CM4低温恒温器的结构型式,本文对低温恒温器热负荷来源进行了研究,包括低温绝热支撑(POST)、电流引线、高功率耦合器的热传导,80K冷屏的热辐射,超导腔、高功率耦合器的动态热负荷等。研究结果表明,CM4低温恒温器满足低热负荷的要求,为下一步低温恒温器的优化及运行调试提供了理论基础。 展开更多
关键词 低温恒温器 4.2 K液氦 热力学分析 静态热负荷 动态热负荷
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基于定向耦合器的高频功率测量 被引量：8
9
作者 石爱民 王贤武 +1 位作者 文良华 冯勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1061-1064,共4页
为实现发射机大功率的准确测量和有效保护,详细阐述了定向耦合器的原理、参数标定和功率测量方法,并以该方法测试已有的发射机输出功率。从测试结果分析得出,该方法具有安装简易、精度高、可动态标定的优点。通过在高频功率源与谐振加... 为实现发射机大功率的准确测量和有效保护,详细阐述了定向耦合器的原理、参数标定和功率测量方法,并以该方法测试已有的发射机输出功率。从测试结果分析得出,该方法具有安装简易、精度高、可动态标定的优点。通过在高频功率源与谐振加速腔之间安装定向同轴耦合器,经测量标定后,可实现在线测量出功率源的输出功率、驻波比,将测量结果反馈给控保和监测系统后,可完成在线大功率测量和设备的可靠控制与保护。 展开更多
关键词 定向耦合器 功率源 标定 谐振加速腔
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兰州重离子加速器冷却储存环高频加速系统 被引量：7
10
作者 张文志 王凤文 +4 位作者 许哲 G.Y.Kurkin 杨晓东 夏佳文 魏宝文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期490-493,共4页
文章介绍兰州重离子加速器冷却储存环主环用于加速粒子的高频加速系统。加速系统的频率范围为0．25～1．7MHz，最高峰值电压为8．0kV。高频腔体的固有谐振频率通过调节绕在腔体加载的铁氧体材料上的偏磁电流来改变，所加载的铁氧体材料... 文章介绍兰州重离子加速器冷却储存环主环用于加速粒子的高频加速系统。加速系统的频率范围为0．25～1．7MHz，最高峰值电压为8．0kV。高频腔体的固有谐振频率通过调节绕在腔体加载的铁氧体材料上的偏磁电流来改变，所加载的铁氧体材料为600HH。高频腔体内的真空度达到3×10^-9 Pa，高频发射机的最大输出功率为30kW，高频系统的控制采用基于PCI总线技术，它提供所有高频系统控制及监测功能。 展开更多
关键词 铁氧体 高频腔 束流加速
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合肥储存环电子束流寿命分析 被引量：4
11
作者 徐宏亮 张剑锋 +3 位作者 黄贵荣 孙葆根 李珏忻 何多慧 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期455-458,共4页
电子束流寿命是个很重要的指标,直接影响合肥光源的正常运行,为此研究了影响束流寿命的因素,测量了高频腔压、耦合度以及束团长度对电子束流寿命的影响,研究显示合肥储存环的电子束流真空寿命和托歇克寿命相当;并且利用束损系统测量了... 电子束流寿命是个很重要的指标,直接影响合肥光源的正常运行,为此研究了影响束流寿命的因素,测量了高频腔压、耦合度以及束团长度对电子束流寿命的影响,研究显示合肥储存环的电子束流真空寿命和托歇克寿命相当;并且利用束损系统测量了因托歇克寿命的变化而造成束流损失的相对变化;通过增加耦合度增加束流的垂直发射度,有效地提高了束流的寿命,保证了合肥光源的正常运行。 展开更多
关键词 真空寿命 托歇克寿命 腔压 耦合度 束流损失
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X-波段轴耦合驻波电子直线加速管物理设计与研究 被引量：9
12
作者 孙翔 童德春 林郁正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期294-298,共5页
为发展结构更加紧凑的小型电子直线加速器，进行了Ｘ－波段驻波电子直线加速结构的研究。采用π／２模轴耦合驻波加速结构，频率为９３００ＭＨｚ；不使用任何外加聚焦器件，应用交变相位聚焦技术，使射频场在纵向聚束和加速的同时，实... 为发展结构更加紧凑的小型电子直线加速器，进行了Ｘ－波段驻波电子直线加速结构的研究。采用π／２模轴耦合驻波加速结构，频率为９３００ＭＨｚ；不使用任何外加聚焦器件，应用交变相位聚焦技术，使射频场在纵向聚束和加速的同时，实现横向聚焦。设计了工作频率为９３００ＭＨｚ、管长约１５０ｍｍ的２ＭｅＶ轴耦合驻波电子直线加速管，给出了加速管物理设计参数。热测出束实验，馈入微波功率０．６８ＭＷ，负角注入１７ｋｅＶ电子束，得到脉冲流强＞９０ｍＡ、能量达２．４ＭｅＶ的电子束，俘获效率好于３０％，出口束靶点直径＜１．４ｍｍ。 展开更多
关键词 X-波段 轴耦合 驻波结构 直线加速器 加速管
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高功率脉冲离子束的产生 被引量：5
13
作者 石磊 王永昌 +4 位作者 邱爱慈 何小平 张嘉生 蒯斌 曾正中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期776-780,共5页
分析了高功率二极管中的双向流以及提高离子流产生效率的反射三极管、磁绝缘二极管和箍缩二极管工作原理，概述了高功率脉冲离子束研究进展及发展方向。
关键词 高功率脉冲离子束 二极管 加速器
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合肥光源40kW高频固态发射机的研制进展 被引量：4
14
作者 黄贵荣 初晨 +5 位作者 金凯 王金祥 贾大春 贺正 孙永惠 李云敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2417-2420,共4页
介绍了用于合肥光源800 MeV电子储存环高频系统的204 MHz,40 kW固态发射机的研制进展。该发射机为双塔结构,由130个330 W功放模块进行三级合成。其关键部件的样件包括10路功放和2.5kW八合一,20 kW八合一以及40 kW二合一功率合成器各1件... 介绍了用于合肥光源800 MeV电子储存环高频系统的204 MHz,40 kW固态发射机的研制进展。该发射机为双塔结构,由130个330 W功放模块进行三级合成。其关键部件的样件包括10路功放和2.5kW八合一,20 kW八合一以及40 kW二合一功率合成器各1件的制作和测试已完成。测得各合成器输出端驻波比不超过1.05,功放模块的增益达到26 dB,幅相偏差小于0.1 dB和5°,达到设计要求。 展开更多
关键词 高频系统 固态发射机 径向合成器 高频功放模块
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关于分离作用射频四极场(RFQ)加速结构的设想 被引量：7
15
作者 陈佳洱 方家驯 +2 位作者 李纬国 吴瑜 颜学庆 《自然科学进展》 北大核心 2002年第1期23-28,共6页
RFQ加速器是一种体积小、束流强、性能优良、应用广泛的新型离子直线加速器,但随着加速能量的增高,它的加速效率逐步下降.分析了加速与聚焦作用之间相互制约引起的矛盾,提出了将加速与聚焦作用分离的“分离作用RFQ”(SFRFQ)的设想.对两... RFQ加速器是一种体积小、束流强、性能优良、应用广泛的新型离子直线加速器,但随着加速能量的增高,它的加速效率逐步下降.分析了加速与聚焦作用之间相互制约引起的矛盾,提出了将加速与聚焦作用分离的“分离作用RFQ”(SFRFQ)的设想.对两种分离作用的加速结构进行了讨论,并通过初步的模拟计算与模型实验测量论证其可行性.它们都可提高能量增益,从而有效地提高加速能量的上限. 展开更多
关键词 加速结构 射频四极场 分离作用 能量增益 RFQ加速器 加速能量 电场结构
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NSRL电子储存环新RFKO系统 被引量：4
16
作者 阴泽杰 李为民 +1 位作者 吴孝义 钱卫明 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期173-175,192,共4页
介绍了合肥国家同步辐射室 ( NSRL )最新研制的电子储存环高频剔除 ( RFKO)系统的原理、结构和实验结果。利用 RFKO系统能够对 NSRL电子储存环的填充模式进行远程数控调节 。
关键词 高频剔除 乒乓缓冲 高速模拟开关 合肥国家同步辐射室 电子储存环 RFKO系统
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HI-13串列加速器升级工程在线同位素分离器高质量分辨谱仪物理设计 被引量：6
17
作者 彭朝华 关遐令 崔保群 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期133-138,共6页
HI-13串列加速器升级工程中的在线同位素分离器(ISOL)高质量分辨谱仪要求20 000的质量分辨率。本工作采用大小铁双能量结构削弱能量色散,有效解决了束流能散过大导致的谱仪质量分辨率低的问题。结果表明:当束流高斯分布宽度为0.06 mm和1... HI-13串列加速器升级工程中的在线同位素分离器(ISOL)高质量分辨谱仪要求20 000的质量分辨率。本工作采用大小铁双能量结构削弱能量色散,有效解决了束流能散过大导致的谱仪质量分辨率低的问题。结果表明:当束流高斯分布宽度为0.06 mm和10 mrad时,谱仪的质量分辨率达到了33 400;若考虑加速段引入的0.002%能散,谱仪最终的质量分辨率为20 000。 展开更多
关键词 在线同位素分离器 高质量分辨 能量色散 谱仪
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中国散裂中子源二期双spoke超导腔设计 被引量：3
18
作者 周文中 潘卫民 +15 位作者 葛锐 贺斐思 李中泉 王子晗 米正辉 黄彤明 戴劲 马强 徐妙富 李梅 王小龙 刘佰奇 张新颖 刘华昌 彭军 王生 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期102-110,共9页
中国散裂中子源是中国第一台、世界第四台脉冲型散裂中子源,其已于2020年2月达到100 kW功率的设计指标,运行稳定高效,供束效率位于国际前列。中国散裂中子源二期升级方案中总束流功率将升级到500 kW,其中直线加速器段将采用超导加速腔结... 中国散裂中子源是中国第一台、世界第四台脉冲型散裂中子源,其已于2020年2月达到100 kW功率的设计指标,运行稳定高效,供束效率位于国际前列。中国散裂中子源二期升级方案中总束流功率将升级到500 kW,其中直线加速器段将采用超导加速腔结构,束流能量由80 MeV提高到300 MeV。其中在80~165 MeV能量段采用324 MHz双spoke超导腔,在165~300 MeV能量段采用648 MHz 6-cell椭球超导腔。采用CST、COMSOL等仿真软件完成324 MHz双spoke超导腔的电磁、机械设计及优化,达到实际运行指标要求。为了提高腔运行的稳定性,在腔的设计中对E_(P)/E_(acc)着重进行了优化,使其尽量降低。 展开更多
关键词 双spoke超导腔 氦压灵敏度 洛伦兹力失谐 二次电子倍增 调谐灵敏度
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数字化LLRF频调环路的步进电机控制算法设计 被引量：3
19
作者 张瑞 赵玉彬 +1 位作者 付泽川 刘建飞 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期571-574,共4页
本文介绍用于超导高频腔频率调谐环路控制中具有自动联锁保护功能的二相步进电机的控制算法。设计以可编程门阵列(FPGA)为核心部件,采用低频启动,逐步升频过渡到稳定工作状态,实现步进电机的平稳运行;通过设置联锁控制信号回路,实现步... 本文介绍用于超导高频腔频率调谐环路控制中具有自动联锁保护功能的二相步进电机的控制算法。设计以可编程门阵列(FPGA)为核心部件,采用低频启动,逐步升频过渡到稳定工作状态,实现步进电机的平稳运行;通过设置联锁控制信号回路,实现步进电机在运动过程中的超限自动联锁保护功能。测试结果显示,通过优化设置不同的启动频率,不同的升频速度,实现了步进电机在上海光源超导高频腔上的稳定运行。 展开更多
关键词 调谐环路 步进电机 可编程门阵列 升频
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合肥储存环注入状态下的高频系统研究 被引量：2
20
作者 徐宏亮 王琳 +5 位作者 李永军 黄贵荣 张鹏飞 李为民 刘祖平 何多慧 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期109-112,共4页
　对高频系统的束流负载效应和Robinson不稳定性条件进行了详细分析;通过对失谐角、视在失谐角与储存环注入流强限的研究发现,对于合肥光源这样的中能储存环,由于注入状态的电子束能量较低,同步辐射相角接近90°,因此,只要给高频腔... 　对高频系统的束流负载效应和Robinson不稳定性条件进行了详细分析;通过对失谐角、视在失谐角与储存环注入流强限的研究发现,对于合肥光源这样的中能储存环,由于注入状态的电子束能量较低,同步辐射相角接近90°,因此,只要给高频腔馈入一定的功率,再把腔调到一定的失谐角,就可以在环中注到较高的流强,达到二期工程的设计目标。 展开更多
关键词 失谐角 视在失谐角 入射功率 腔压
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