Устройство для формирования импульсного магнитного поля

Устройство для формирования импульсного магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

011 476718

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12,72 (21) 1862390 26-25 (51) М, 1 л, Н 05h 7, 04 с присоединением заявки 2003701/26-25

Государственный комитет

Совета Министров СССР до делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.07,75. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 21.04.76 (53) УДК 53.082.7:621.3.

038.62 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Мамонов и Г. А. Иванов

Объединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к технике сильных магнитных полей и может быть использовано, например, в ускорителях электронных колец, нагруженных ионами, в которых магнитное поле изменяется по пилообразному закону с 5 регулируемой амплитудой модуляции.

Известны устройства для формирования импульсного магнитного поля, содержащие соленоид, создающий переменное магнитное поле, и помещенный внутрь него вторичный 10 электрический контур, выполненный в виде полого проводящего цилиндра с прорезью вдоль образующей. Поле индуцированных в цилиндре токов накладывается на поле соленоида, что приводит к смещению поля к его оси. 15

Недостатки известных устройств заключаются в том, что они не позволяют получить поле необходимой конфигурации в достаточно большом объеме; плотность магнитной энергии может перераспределяться только s 20 радиальном направлении, что ограничивает эффективность использования создаваемого соленоидом поля; кроме того, в них невозможно регулировать амплитуду модуляции магнитного поля. 25

Предложенное устройство отличается от известных тем, что вторичный электрический контур выполнен в виде системы корректирующих витков, состоящей из двух встречно соединенных гру.пп, в каждой из которых вит- 30 ки соединены последовательно. Одна группа витков расположена внутри соленоида, а другая — вблизи его конца вдоль оси соленоида.

Возможно также расположение одной группы витков в центре соленоида, а другой, состояшей из двух равных частей, — симметрично относительно средней плоскости соленоида.

В результате получают магнитное поле необходимой конфигурации в большем объеме; кроме того, повышается эффективность использования поля соленоида и обеспечивается регулировка амплитуды его модуляции.

На чертеже показана электрическая схема предложенного у тройства.

Здесь L — индуктивность соленоида, С— емкость батареи конденсаторов, питающих соленоид; ь L2 — индуктивности двух групп витков; Мь Л4 — коэффициенты взаимоиндуктивности между соленоидом и группами витков.

В переменное поле длинного соленоида, меняющееся по гармоническому закону, помещены две группы корректирующих витков, встречно соединенных в замкнутый контур.

Витки первой группы, соединенные последовательно, играют роль «нагрузки». Они расположены внутри соленоида по радиусу и длине так, чтобы обеспечивалась нужная конфигурация поля на заданном радиусе. Витки второй группы, также соединенные последо476718 дФ, Š— — — = io>I I S B u

„3, 1 1 1

Составитель В. Фетина

Редактор T. Орловская leiveл Т. Курилко

Корректор E. Рожкова

Зак 755 5 Ивд. ¹o 44

55п Подписное

Ц11ИИПИ Государственного ко.гитета

Совета Министров СССР по дслагк изоорстений Il открытий

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 вательно, игра1от роль «источннка» и расположены либо вне рабочей области соленоида (вблизп его конца), либо в области, где имеется избыток поля.

Параметры устройства выбраны такими, 5 чтобы удовлетворялись следующие условия: а), «L, L ((г.; б) индуктивная связь между группами витков мала по сравнению с М3 и 1N>, в) суммарное активное сопротивление вит- 10 ков мало по сравнсцшо с о3 (I i —, 1-Д.

Устройство работает следующим образом.

Прн IiovcHOHHH магнитного потока в группах Витков 11 а во.lsITcsi э. д. с. Взаимоинд1 кцни 15 с34ь

2 " 2 2 2)

di где EI и Е2 — суммарные э. д. с., наводимые в первой и второй группах витков переменным магнитным потоком, создаваемым соленоиДОМ; ГЯ1 И ГС3. — КОЛИЧЕСТВО ВИТКОВ В КажДОй группе; 51 и 52 — площади апертуры групп 25 витков; Bi и В2 — индукция в месте расположения, соответственно, первой и второй групп витков.

Так как группы витков включены между собой встречно, то в общей цепи, илп образуе- 30 мой, потечст ток, пропорциональный разности э. д. с., наводимых во второй и первой группах витков, соответственно, т. е. ток

I 2 2112 т 1 181 I

35 1 -ь а

Если подбором параметров обеспечить выполнение условия ыг5 Вв ) wISIBI, т. е.

Е2 )Еь то поле, создаваемое первой группой витков, будет складываться с полем со- 40 леноида, а поле, создаваемое второй группой витков, будет вычитаться из поля соленоида.

Таким образом, будет иметь место концентрация поля в месте расположения первой группы витков и ослабление поля в месте распо- 35 ложения второй группы витков.

Рci y;IHpo13Iia амплитуды модул53ции lio Isi осугцествляется за счет изменеHIM тока 1 путем изменения индуктивной связи Л1 второй группы витков с соленоидом. J;isI этого перемещают витки вдоль оси соленоида относительно е o конца.

O;i! ICI.I 33C3iO l CTpOHCTI3O «ожсT бь3ть IlpIIXICHLll0 и в том случае, когда трсбустся увели5ить область однородного поля, например, при «колоколообразном» поле короткого соленоида. Тогда первая группа витков разби. вается на две равные части, которые располагают симметрично относительно средней плоскости ".îëåíîèäà, вторая группа витков располагается в центре.

Изменяя шсло витков, их расположение и регулируя индуктивную связь витков первой группы с соленоидом, существенно увеличивают область однородного поля.

Предмет изобретения

1. Устройство для формирования импульсного магнитного поля, содержащее питаемый переменным током соленоид и индуктивно связанный с ним вторичный электрический контур, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности его использования, вторичный электрический контур выполнен в виде системы корректирующих витков, состоящей из двух встречно соединенных групп, в каждой из которых витки соединены последовательно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, гго, с целью обеспечения регулировки амплитуды модуляции поля соленоида, одна группа витков расположена внутри соленои;iH, а ;1ругая вблизи Clo конца вдоль оси соленоида.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, iTo, с целью увеличения области однородного поля, одна группа витков расположена в центре соленоида, а другая, состоящая пз двух равных частей, — симметрично относительно средней плоскости соленоида.