|
Измерение токов и напряжений (#CONT) | Диагностические программы | Проверка закороток на землю |
Динамика и пульсации | Измерение магнитного поля по ЯМР (элемент "H") | ... |
#CONT - основная программа для проверки магнитной системы. Измеряются токи и напряжения на обмотках для всех магнитных элементов. Программа работает автоматически с периодом около 3 мин (?) в стационарных режимах (при накоплении пучка, в режимах эксперимента или ожидания выпуска в ВЭПП-4). Во время ускорения пучка или стандартного цикла перемагничивания программа не работает.
Результаты измерений выводятся на табло, качество работы магнитного элемента показано цветом. Ошибкой считается разность между измеренным значением тока и заданным, пропорциональным коду, записанному в управляющий ЦАП (коэффициент пропорциональности содержится в базе данных; для нелинейных магнитных элементов 4M и 2FD заданный ток вычисляется иначе). Если измеренная ошибка меньше стандартной (которая записана в базе данных индивидуально для каждого магнитного элемента), соответствующий прямоугольник на табло засвечивается зеленым цветом; при ошибке от одного до трех стандартов - желтым цветом; от 3 до 10 стандартов - малиновым, больше 10 стандартов - красным. Полоска с правой стороны каждого прямоугольника показывает цветом ошибку в измерении напряжения (заданное напряжение вычисляется как ток, умноженный на сопротивление, величина которого записана в базу данных).
В то время, когда программа производит измерения, мигает фонарик в правом верхнем углу табло; в промежутке времени между измерениями шевелит усами кот в левом нижнем углу, показывая, что программа находится в рабочем состоянии.
Имеется набор диагностических программ, позволяющих контролировать разные аспекты работы магнитной системы; в таблице приведен список этих программ с их краткими характеристиками. Работа некоторых программ описана отдельно и более подробно.
Схема измерения напряжения на обмотках магнитного элемента и защиты нагрузки по "земле" показана на рисунке.
"Нагрузку" можно рассматривать как распределенное сопротивление (обмотки магнитов в полукольцах; обмотки линз промежутков и др.). В нижней части рисунка показана схема измерения напряжений, представляющая из себя высокоомный делитель (сопротивление порядка сотни кОм), в середине закороченный на "землю". Напряжения U11 и U21 непосредственно измеряются с помощью АЦП, U1 и U2 - пересчитанные напряжения на концах обмотки относительно "земли" (программы #SPIT; #COMS).
К обмоткам основных элементов и сильноточных коррекций подсоединены схемы защиты по "земле", состоящие из реле и низкоомного сопротивления (порядка нескольких ом), закороченные на "землю". В нормальном состоянии ток через реле защиты мал и не вызывает его срабатывания. Мерой места присоединения схемы защиты к обмотке служит величина S = (U1+U2)/(U1-U2), которая может изменяться от +100% до -100% при присоединении защиты к тому или другому концу нагрузки; эта величина запоминается в базе данных. Для большинства магнитных элементов схема защиты подсоединена именно к концу нагрузки, но для элементов "H" и "LL" это не так. Для "H" защита присоединена к нижней торцевой перемычке магнита 3B7, а для "LL" - ... .
Если обмотка в каком-то месте закоротилась на "землю" с сопротивлением R_зем, порядка или меньшим R_защиты, то меняется величина S, что позволяет приблизительно определить место закоротки, и при превышении тока через реле некоторого порогового значения срабатывает защита, отключающая источник питания. Конечно, вокруг места присоединения защиты имеется некоторая "зона нечувствительности", зависящая от напряжения на обмотке, где появление дополнительного паразитного заземления не вызовет срабатывания защиты. Для поиска паразитной "земли" приходится обычно отключать защиту, включать источник питания и тестером искать место, где напряжение по отношению к "земле" близко к нулю.
Все обмотки слаботочных коррекций закорочены на "землю" в шкафу, где расположены их источники питания; схем защиты от дополнительной закоротки на "землю" они не имеют.
См. также "Пакет программ для проверки работы магнитной системы ВЭПП-3".
Пульсации тока в заданном магнитном элементе измеряются программой #PULS; ток измеряется АЦП с периодичностью, зависящей от уставленного времени интегрирования; рисуются ток от времени (номера измерения), и спектр частот пульсаций (более подробно - в инструкции к программе #PULS).
На протяжении длительного времени за пульсациями в одном или нескольких магнитных элементах может следить программа #COMS.
Программа #COME следит за поведением тока и напряжения на обмотке какого-нибудь магнитного элемента во время переходного режима (ускорение, цикл перемагничивания). С ее помощью можно наблюдать за сменой знака тока, или определить, в какой момент происходит отключение источника питания элемента, если срабатывает какая-нибудь аварийная защита.
Для изучения динамики тока в магнитном элементе при изменении задания служат программы #DERG и #RIZE. Первая из них скачком изменяет задание тока на некоторую небольшую величину, а через несколько секунд возвращает его обратно, и измеряет изменение величины тока пр этом процессе. Для большинства элементов переходный процесс можно описать моделью RC-цепочки с одной постоянной времени, но для тока, создающего поле в полукольцах (элемент "H"), это не так, в этом случае приходится пользоваться моделью с двумя постоянными времени.
В таблице показаны измеренные (...) постоянные времени для некоторых элементов, усредненные по переднему и заднему фронту и нескольким циклам измерений.