Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

İlknur ÇOLAK (TE-EPC-MPC) LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİNİN YÜKSEK HASSASİYET PERFORMANSLARI 1.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "İlknur ÇOLAK (TE-EPC-MPC) LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİNİN YÜKSEK HASSASİYET PERFORMANSLARI 1."— Sunum transkripti:

1 İlknur ÇOLAK (TE-EPC-MPC) LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİNİN YÜKSEK HASSASİYET PERFORMANSLARI 1

2 LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİ 2 LHC Güç Üniteleri  1 ana dipol + 2 ana kuadrupolden oluşan 8 adet bağımsız güç sektörü  Çok sayıda farklı güçte ve farklı doğruluk sınıfında güç sistemi Yüksek Hassasiyet:  Ana güç çeviricileri için 24 adet farklı akım referansı fonksiyonu oluşturulmakta ve birbirine senkronize edilmektedir.  Ana devrelerde akımı birkaç ppm hassasiyette tutabilmek için (Inom=13kA - 1ppm = 13mA):  Yüksek hassasiyetli akım ölçümü  İzleme (tracking) hatasının olmaması  Aşım (overshoot) olmaması gerekir CMS ATLAS ALICE LHCb Pt 4 Pt 5 Pt 6 Pt 7Pt 8 Pt 1 Pt 3 Pt 2

3 LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİ 3

4 LHC: 4..6kA, 8V Adet: 200 Doğruluk Sınıfı: 2 •Ayırma dipolleri, ekleme kuadrapolleri •Anahtarlamalı güç kaynağı LHC: ±120A,±10V Adet: 300 Doğruluk Sınıfı: 4 •Triplet korrektörler, dipol orbit korrektörler •Anahtarlamalı güç kaynağı LHC: ± 600A,± 10V Adet: 400 Doğruluk Sınıfı: 3 •Çok kutuplu korrektörler •Anahtarlamalı güç kaynağı LHC: 60A, 8V Adet: 752 Doğruluk Sınıfı: 4 •Dipol orbit korrektörler •Anahtarlamalı güç kaynağı LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİ 4

5 LHC:13kA,±190V Adet: 8 Doğruluk Sınıfı: 1 •Ana dipoller •Tristör kontrollü güç kaynağı LHC:13kA, 18V Adet: 16 Doğruluk Sınıfı: 1 •Ana kuadrapoller •Anahtarlamalı güç kaynağı Kalibrasyon/Hassasiyet Kabini Adet: 16 Doğruluk Sınıfı: 1 Kullanıldığı yerler: •LHC 13kA, 18V •LHC13kA, ±190V •Triplet çeviriciler LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİ 5

6  LHC güç kaynakları 3 temel yapıdan oluşur: 1.Gerilim Kaynağı (güç ünitesi) 2.Dijital Kontrol Devreleri (FGC)  yüksek performanslı akım döngüsü 3.Akım Sensörleri (DCCTs)  yüksek performanslı akım döngüsü 6 Gerilim Kaynağı (ana güç ünitesi) • Magnet Koruma Devresi Dijital Kontrolör (FGC) • Gerilim Kontrolü • Yüksek Hassasiyetli Dijital Ölçüm • Karşılaştırma Devresi dijital.... analog Vref Akım Sensörü (DCCT) Sensör Elektronik Ddevreler IA IB AB Vout Iout Topraklama Bağlantısı AC Giriş Soğutma Sistemi Kontrol Devresi - I ref - AC Giriş Magnet Koruma Algılama Sistemi & Genel Kilitleme Devresi Magnet Koruma Devresi Magnet

7 DİJİTAL KONTROL – FGC (ADC) FGC – Fonksiyon Generatörü 7  Referans fonksiyonunun üretilmesi  Dijital akım regülasyonu  Ölçüm kazancı  FGC-COD  Düşük hassasiyet (class 4  LHC60A- 08V) için: 16 bit-SAR ADC  FGC-Generic  Orta ve yüksek hassasiyet (class 2, 3 ve 4) için: 16 bit-Delta-Sigma ADC  Çok yüksek hassasiyet (class 1) için: FGC-22bit DELTA-SIGMA ADC FGC- Function Generator Controller 22 bit Delta Sigma ADC

8 Class Yüksek Hassasiyet: 4-13kA DCCT  Harici sensör (manyetik kısım) ve elektronik devre  Beş farklı nominal akım değeri (4kA, 5kA, 6kA, 7kA, 13kA)  Her sensörde bir kalibrasyon sargısı bulunur: kalibrasyon, bu sargıya referans akımı uygulanarak yapılır 4..13kA DCCT Akım Sensörü 4..13kA DCCT Elektronik ölçüm devresi Class 3 - Orta Hassasiyet: 600A DCCT  Harici sensör (manyetik kısım) ve elektronik devre  Elektronik ölçüm devresi FGC şasesinde yer alır  Özel bir kalibrasyon şasesi kullanılarak her sensörün kalibrasyonu lokal olarak yapılır Class 4 - Düşük Hassasiyet: 120A DCCT  Cihaza entegre sensör ve elektronik devre  Başlangıç kalibrasyonu lokal olarak bir referans sensörü (DCCT) kullanılarak yapılır 120A Ritz DCCT 120A Hitec DCCT 600A DCCT Elektronik ölçüm devresi 600A DCCT Akım Sensörü AKIM SENSÖRÜ –DCCT 8

9 Akım sensörünün genel iç yapısı AKIM SENSÖRÜ –DCCT kA DCCT Akım Sensörü

10 YÜKSEK HASSASİYET STRATEJİSİ  Test Süreci:  Alt sistemlerin üretici tarafından test edilmesi  CERN kabul testleri  Çeviriciye montaj testleri  Devreye alma testleri  Tamir sonrası veya herhangi bir alt sistemin değiştirilmesinden sonraki kalibrasyon testleri  Uzun süreli doğruluğu sağlamak için periyodik kalibrasyon testleri  Yüksek doğruluktaki DCCT’ler: Kalibrasyon sargısına referans akımı uygulanarak sağlanır.  ADC’ler: ADC girişine referans gerilimi uygulanarak gerçekleştirilir. FGC içerisindeki ADC’lerin kalibrasyonu çeviriciler KAPALI iken 24s arayla otomatik olarak gerçekleştirilir. Referans gerilimlerinin doğruluğu her yıl DVM’ler (kendileri de 10V ile kalibre edilirler) ile kontrol edilir. 10

11 KABUL TESTLERİ 11  Bütün DCCT’ler (toplamda 4000 adet DCCT), CERN’e geldiklerinde özel bir test set-up’ında test edilirler.  2000 adet FGC  100 adet CERN 22bit ADC Tür4-13kA600A120A Adet Süre/DCCT8 saat4 saat2 saat Parametre Sayısı30 23 Ret Oranı%4.7%7.2%12.5 Hassasiyet2ppm10ppm100ppm

12 TEST VE KALİBRASYON ALTYAPISI 12  CERN laboratuarları ulusal standartlar tarafından izlenebilen 11 adet 10V ref. gerilim ve (1Ω..10k Ω) standardı oluşturmuştur.  Sadece CERN’de kullanılan 10mA’lik (1kΩ, 10V) bir taşınabilir referans standardı (PBC) oluşturulmuştur. Uluslar arası standartlara göre (10mA, 10V) izleme sistemi 10mA  10V, 1kΩ

13 TEST VE KALİBRASYON ALTYAPISI 13  CDC (CERN DCCT Calibrator): CERN’de tasarlanan 0’dan ±5A’e kadar programlanabilen referans akım kaynağı. DCCT’lerin kalibrasyon sargısı kullanılarak kalibre edilmelerinde kullanılır.  DCCT ölçüm test setupı (600A, 6kA, 20kA) referans DCCT’ler kullanılarak oluşturulmuştur. CERN Akım Kalibratörü DCCT kalibrasyonu ve uzaktan izleme 6kA DCCT test setupı Test edilen DCCT’ler

14 ÖLÇÜM VE KALİBRASYON ALT YAPISI 14  Class 1: Güç çeviricilerinin uzaktan kalibrasyonunu sağlamak için tünellere önceden sabit kalibrasyon sistemi yerleştirilmiştir.  Tüneldeki diğer çeviriciler için taşınabilir kalibrasyon üniteleri bulunmaktadır. 6kA’lik çeviriciyi kalibre etmek üzere kullanılan taşınabilir kalibrasyon sistemi Class 1, sabit kalibrasyon sistemi özel tasarlanmış, sıcaklık kontrollü kabinlere yerleştirilmiştir

15 MONTAJ VE TÜNEL TESTLERİ 15  Bütün alt sistemler çeviricilere monte edildikten sonra yüksek hassasiyet testleri içerisinde referans DCCT bulunan özel test setupları ile gerçeklenir. Montaj testi sonuçları  Tünele yerleştirildikten sonra tüm çeviricilere akım kalibratörü veya referans DCCT kullanılarak performans testi yapılır Ana dipol güç kaynağı, 2kA’de 30dk kararlılık  0.3ppm aralığında!! Ana kuadrapol güç kaynağı, 6.5kA’de 30dk kararlılık  0.3ppm aralığında!! Parametre13kA ppm 4-7kA ppm 600A ppm 120A ppm 60A ppm I min 0.8±0.30.4± ±0.23±1.3 I min 1±0.23±1.52.1±0.32.5± ±1.9 I max 1.5±0.92.3±1.31.7±0.74.5±2.08.2±3.2 I max 1.4±0.65.7±25.0±0.66.7± ±3.2 Tekrarlanabilirlik0.4±0.50.5± ±0.43.3±1.5

16 TÜNELDE KALİBRASYON TESTLERİ 16 Çevirici TipiDoğruluk Sınıfı1 yıllık doğruluk (ppm) Ana dipoller, kuadrapoller, tripletlerClass 150 Ayırma dipolleri, ekleme kuadrapolleriClass 270

17 UZAKTAN KONTROL VE REFERANS ÜRETİMİ 17  LHC çeviricilerinin tamamının aynı anda kontrol edilmesi ve senkronize olarak çalıştırılması gerekir  Çeviricilerin senkronize olarak kontrole edilmesini sağlamak için, FGC’ler gerçek zamanlı WorldFIP fieldbus segmentlerine bağlanırlar (GPS’le senkronize edilir)  Herbir WFIP segmenti LHC kontrol ethernetine bağlıdır  Çeviriciler gatewaylere komut gönderen ve FGC’den WorldFIP üzerinden gelen kontrol sinyalleri ile çalışan client uygulamasını kullanılarak kontrol edilirler. LHC erişim noktasındaki Gateway PCsi

18 İZLEME TESTİ 18  Bu test aynı referans akımının aynı sektördeki veya bitişik sektörlerdeki farklı çeviriciler tarafından izlenmesini doğrulamak için uygulanır. Bitişik sektörlerdeki DCCT’leri izlemek için kullanılan test setup’ı Bir sektördeki test metodu: •Kanal A ile regülasyon •Kanal B en yakındaki devreye bağlanır Tek bir sektör için test metodu: •Kanal A ile regülasyon •Kanal B diğer devreye bağlanır •Çok sayıdaki sektörler boyunca tetiklemek için ‘Post Mortem Timing Event’ kullanılır •Fiber optik hattı kullanılarak girişim elimine edilir (22bit Delta sigma’nın çıkışında) Aynı sektördeki DCCT’leri izlemek için kullanılan test setup’ı

19 İZLEME TESTİ 19 KIRMIZI(ref): hata RQD.A23 (A/B) MAVİ: hata RB.A12/RB.A23 YEŞİL: hata RQF.A12/RQF.A23

20 20 TEŞEKKÜRLER İlknur ÇOLAK 28/07/2010


"İlknur ÇOLAK (TE-EPC-MPC) LHC GÜÇ ÇEVİRİCİLERİNİN YÜKSEK HASSASİYET PERFORMANSLARI 1." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları