Электромагнит бетатрона с азимутальной вариацией управляющего поля

Электромагнит бетатрона с азимутальной вариацией управляющего поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

боаз ьоветских

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t » 497956

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.02,.74 (21) 1999529/26-25 с присоединением заявки №вЂ” ,(23) Приоритет— (43) Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.82 (51) М. Кл.з

Н 05 Н 13/00 йвудипатввииве комитет

СССР м делам извбивтеиий и еткемтий (53) УДК 621.384. .634.3 (088.8) (72) Авторы А. А, Звонцов, В. Л. Чахлов, Г. Л. Чахлов изо6ретения и А. А. Филимонов (71) Заявитель Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА С

АЗИМУТАЛЬНОЙ ВАРИАЦИЕЙ УПРАВЛЯЮЩЕГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к электромагнитам бетатронов с азимутальной вариацией управляющего поля.

Известны электромагниты бетатронов с азимутальной вариацией управляющего поля, содержащие обмотку возбуждения, ферромагнитный магнитопрсвод с набранными из ленточной электротехнической стали Собразными полюсами, выполненными за одно целое с магнитопроводом, и цилиндрические центральные вкладьппи.

Известные электромагниты не обеспечивают достаточно высоких фокусирующих свойств управляющего поля.

Электромагнит, согласно изобретению, отличается от известных тем, что С-образные элементы имеют прямоугольное поперечное сечение, меньшая сторона которого равна радиусу центральных вкладышей, и расположены так, что торцовая поверхность одного из соседних элементов соприкасается с боковой поверхностью другого, при этом угол между ними в плане равен 90, а противоположные элементы соприкасаются одной стороной.

Благодаря этому обеспечивается повышение величины фокусирующей силы управляющего поля без усложнения конструкции полюсов и технологии изготовления, 2

На фиг. 1 представлен предлагаемый электромагнит, поперечное сечение (разрез

А-А фиг. 2); на фиг, 2 — сечение Б-Б на фиг.

1, вид в плане; на фиг. 3 — вариант исполнения электромагнита.

Электромагнит содержит С-образные элементы 1, набранные из ленточной электротехнической стали (обычно витые), расположенные так, что торцовая поверхность 10 2 каждого элемента 1 соприкасается с боковой поверхностью 3 соседнего элемента 1, вследствие чего С-образными элементами

1 в совокупности образуется не явно выраженная (не цилиндрическая) центральная

15 часть 4 полюсов 5 и 6 и гребни 7, причем одна боковая грань 8 является касательной к условной цилиндрической поверхности 9 центральной части 4, а вторая образует с этой поверхностью некоторый угол. С-обер разные элементы имеют разрез по средней плоскости 10 и профилированные поверхности 11, которыми образован межполюсный зазор 12, служащий для установки ускорительной камеры. Профили поверхнос25 тей 11 должны обеспечить заданное распределение по радиусу усредненного показателя поля и. В центральной части межполюсного зазора 12 установлены центральные вкладыши 13, обеспечивающие выполнение зр бетатронного соотношения (2: 1). Намаг497956

3 ничивающие катушки 14 создают переменный во времени магнитный поток. Листы

15 ферромагнитного материала могут быть расположены либо вдоль (фиг. 3), либо поперек гребней 7 (фиг, 1 и 2, пунктирная линия). Расположение листов 15 поперек гребней 7 предпочтительнее по следующим причинам.

Ширина каждого гребня рассчитывается из условия пропускания магнитного потока, необходимого для удержания электронов на заданном равновесном радиусе гр, и полной загрузки стали по следующей формуле

2<< î го, и.в, где b„— полуширина гребней;

„— средняя индукция магнитного поля на усредненном радиусе гр, N †чис гребней;

В, — индукция насыщения материала полюса.

ro

Поэтому при значениях „(где г,— г, радиус условной цилиндрической поверхности) больше, чем 2 — 2,5, ширина гребней получается малой по отношению к длине. Для уменьшения веса и упрощения технологии изготовления С-образных элементов 1 ширину гребней 7 можно увеличить, но при этом между листами 15 стали на участке 16 гребней 7 между условным наружным радиусом полюса и радиусом условной цилиндрической поверхности 9 нужно поставить немагнитные прокладки 17, с помощью которых увеличивается протяженность магнитного поля в межполюсном зазоре 12 и равномерно загружается ферромагнитный материал.

В то же время в центральной части 4 полюсов 5 и 6 немагнитные прокладки 17 устаHaBJIHBaTb нецелесообразно, так I

Если листы 15 стали расположены вдоль гребней 7 (фиг. 3), то подобные немагнитные прокладки 17 могут. быть установлены и в теле гребней 7, но при этом С-образныс

4 элементы 1 должны бь|ть изготовлены с переменной плотностью по их с(длине», что связано с определенными технологическими трудностями; либо количество С-образных элементов 1 нужно удваивать, так как центральная часть 4 полюсов и собственно гребни 7 могут быть образованы различными Собразными элементами 1 и 1" (на фиг. 3 пунктирными линиями показано расположе1р ние в плане «удвоенных» С-образных элементов 1 и 1").

Угол между радиус-вектором 18 и касательной 19 к линии максимального значения напряженности поля(в данном случае касательная 19 совпадает с самой линией, которая является геометрическим местом точек, равноудаленных от боковых граней

8) приближенно для 4-х гребней определяется из геометрических соображений следу о ющим образом:

"гр/Г о)

q = arcsin

ro

Добавка вертикально-фокусирующей силы за счет угла q составляет около 30% при q =20, 70 /о при q = 30 и 200о при

g =45 от добавки вертикально-фокусирующей силы, обусловленной азимутальной вариацией управляющего поля, равной 1/2 /2 в случае радиальных гребней.

Формула изобретения

Электро|магнит бетатрона с азиму|тальной вариацией управляющего поля, содержащий возбуждающую обмотку, ферромагнитный магнитопровод с набранными из ленточной электротехнической стали С-образным и элементами, выполненными за одно целое с магиитонроводом, и цилиндрические

4II централыные вкладыш и, отл и ч а ю щи йс я тем, что с целью поBbIIIIBHtHя фокуаирующей силы уцравляющего поля, iB нем С-образные элементы имеют прямоугольное поперечное сечение, меньшая сторона копоро45 го равна .радиусу центральных акладышей, и расположены так, что торцовая поверхно оть одного из соседних элементов соприкасается с боковой поверхностью другого, п р и этом угол между ними в плане равен

90, а противоположные элементы соцр икасаются одной стороной.

497956

Жи .3

Редактор Н. Вагирова

Техред А, Камышникова

Корректор О. Тюрина

Заказ 1289

Тираж 855

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома