Sistema de Radiofrecuencia

Transcripción

Forschungszentrum Karlsruhe
in der Helmholtz-Gemeinschaft
Francis Pérez
Institute for Synchrotron Radiation – ANKA
(Germany)
Necessitats constructives d‘un sincrotró
UPC, 31.01.03
Función de la RF
Acelerar el haz de electrones:
• En el LINAC (acelerador lineal)
6 MW, 1 ms pulsado
• En el BOOSTER (acelerador circular)
1 to 80 kW cw
Restablecer la energía perdida por la emisión de luz
sincrotrón en el ANILLO de ALMACENAMIENTO:
• 165 kW cw para 250 mA
UPC, 31.01.03
Cavidad de RF
F=qE
V = E . gap
V = 2.6 MV
(4 cavidades)
Frecuencia = 500 MHz
Acelera los electrones
UPC, 31.01.03
Refrigeración
CAVIDADES
GUIA DE ONDAS
Circulador
T Mágica
WR1800
KLYSTRON
Amplificador RF
Electrónica
de control
Alto Voltage
ANKA RF Plant
UPC, 31.01.03
Cavidad de RF
Haz de
electrones
Cobre OFHC
UPC, 31.01.03
Cavidad de RF
Aberturas para
diagnóstico
Motor
regulador de
frecuencia
Abertura para
la bomba de
vacío
Entrada de potencia RF
Tubos de
refrigeración
Abertura para
el haz de
electrones
Soporte
UPC, 31.01.03
Amplificador RF Alta Potencia
Para el LLS serán necesarios 4 amplificadores de ~150 kW
Hay tres opciones:
•
•
•
Klystron (caro y muy específico)
TV-IOT (60 kW, se han de combinar 3)
Diacrode (producido sólo por Thales)
La opción preferida actualmente es la combinación de
IOTs comerciales usados en TV (E2V, Thales, CPI).
UPC, 31.01.03
Amplificador RF Alta Potencia
Combinación:
•
Combinar con híbridos
(Opción segura pero engorrosa,
ELETTRA)
•
Combinar por medio de una
cavidad resonando en modo
TM020
(Necesita desarrollarse)
UPC, 31.01.03
Fuente de Alto Voltage
Dependerá del tipo de amplificador:
Klystron 45 kV / 6 A
IOT
30 kV / 3 A (x n)
Dos opciones:
Convencional 12 pulsos (600 Hz)
ANKA
SLS
Modular „Switch Mode“ (700V 9A)
UPC, 31.01.03
Guias de Ondas
Str
Klystron
ahl
Resonator
Entkoppleren
Magisches T
Zirkulator
Wasserlast
WR1800 Standard
UPC, 31.01.03
Refrigeración
Las cavidades disipan
60 kW, y se han de
mantener a temperatura
constante ±0.1°C.
Válvula de 3 vías
pneumática controlada
electrónicamente con
regulación PID
UPC, 31.01.03
Electrónica de control
El control del voltage RF en la cavidad se realiza con tres
bucles electrónicos en la
parte de baja potencia.
• Bucle de amplitud
• Bucle de fase
• Bucle de frecuencia
UPC, 31.01.03
Master Oscillator
CLS
Drive
Signal
Bucle de amplitud
Control
DANFISYK
PHASE LOOP
AMPLITUDE LOOP
Variable Attenuator
Mantiene el voltage constante
en presencia del haz de
electrones.
RF Switch
Amplitude
Control
Pre - Amplifier
Summe
Klystron
Amplifier
Precisión
Rango dinámico
1%
26 dB
CAVITY 1
CAVITY 2
UPC, 31.01.03
Master Oscillator
Control
DANFISYK
CLS
Drive
Signal
Bucle de fase
PHASE LOOP
Motor
Control
Mechanical Phase Shifter
Mantiene la fase constante,
principalmete compensando
las oscilaciones del
amplifîcador RF.
Phase
Control
Electronic Phase Shifter
Mechanical Phase Shifter
AMPLITUDE LOOP
Klystron
Amplifier
Precisión
Rango dinámico
± 0.5°
± 20 °
CAVITY 1
CAVITY 2
UPC, 31.01.03
Master Oscillator
CLS
Drive
Signal
Bucle de frecuencia
PHASE LOOP
AMPLITUDE LOOP
Klystron
Amplifier
Mantiene la frecuencia
resonante de la cavidad
constante, compensando el
efecto del haz y las
oscilaciones térmicas y
mecánicas.
Precisión
< 500 Hz
Rango dinámico ± 200 kHz
CAVITY 1
CAVITY 2
Motor Control
Motor Control
Phase
Shifter
Phase
Comparator
Phase
Comparator
Phase
Shifter
Control DANFISYK
UPC, 31.01.03
Interlocks
Todos los parámetros de una planta de RF están
monitorizados:
Flujo y temperatura del agua de refrigeración
Flujo y temperatura del aire de refrigeración
Niveles de voltage y corriente DC
Niveles de voltage y corriente RF
Posición de los motores
...
Se controlan alrededor de 100 seΖales diferentes; si una
falla el sistema se apaga automáticamente.
UPC, 31.01.03
Interlocks
Dos sistemas de interlock se
encargan de asegurar la
integridad del sistema:
Interlock de respuesta lenta
~ 100 ms
Industrial PLC
Interlock de respuesta rápida
< 10 µs
Electrónica rápida
UPC, 31.01.03
Posibles áreas de colaboración
UPC - LLS
Sistema de interlock
Refrigeración
Medidas de parámetros
Control de calidad
Combinación de IOT en colaboración con empresas
DiseΖo de cavidades en colaboración con centros europeos
UPC, 31.01.03

Sistema de Radiofrecuencia

Transcripción

Documentos relacionados

Network forensic expert