Соленоид
Иллюстрации
Реферат
Воесж а.АЖ ена - ъ- . авек: " б» о< 4
E О П
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистимеских
Республик (11) 529497
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено19.09.72 (21) 1829856/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовацо 25.09.76. Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания 24.12.76 (51) И. Кл.
Н 01 27/34
Н 01 т 27/30
Гасударственный намнтет
Самта Мнннстрав СССР па делам неабретеннй и атнрытнй (53) УДК 621.3.044.3 (088.8) (72) Авторы изобретения
В, И. Волосов и К. К, Шрайнер (71) Заявитель Институт ядерной физики Сибирского отделения АН СССР (54) СОЛЕНОИД
Изобретение касается устройств для создания магнитных полей, в частности устройств для создания аксиально-симметричных магнитных полей высокой точности и однородности. 5
Известен соленоид, содержащий витки обмотки, выполненные из плоской шины, причем переходной виток выполнен из той же шины, что и витки обмотки (11.
Недостатком этой конструкции является 10 азимутальная составляющая магнитного поля вблизи переходного витка.
Известен также с олен оид, с оде ржа щий витки обмотки и переходные витки, выполненные из спаянных под соответствующим 15 углом крайних витков двух последующих слоев, к которым припаивается лента длиной, равной длине окружности соленоида, перпендикулярно к оси соленоида, что уменьшает плотность тока в переходном витке 20 и улучшает охлаждение (2).
Недостатком такой конструкции соленоида являются также большие азимутальные составляющие магнитного поля на разных азимутах переходного витка. 25
Известна тороидальная магнитная ловушка, содержащая чередующиеся секции, выполненные с правосторонней и левосторонней намоткой для уменьшения азимутальных полей в камере установки (31, для которой характерна однородность магнитного поля только вблизи оси соленоида и неоднородность вблизи внутренних витков, что ограничивает полезную плошадь расположения рабочего объема.
Белью изобретения является улу-чшение симметрии аксиального магнитного поля.
Для этого в предложенном соленоиде внутренний и наружный виток каждой секции по всему периметру выполнены равномерно убывающими по толщине до нуля и электрически соединены с соответствующим внутренним или наружным витком последующей или предыдущей секции, образуя переходной виток с сечением, равным сечению витка соленоида.
Для упрощения технологии изготовления, переходные витки выполнены в виде одной детали.
52 9497
HB фиг. 1 зображен предложенный солеио .:., -- Нг. 2 — переходной виток и ш1!Иы соло:::вида; на фиг. 3 — BBpHBHT выполнBИ;:;.я соленоида с секциями, выполненными в а. . e цилиндрических спиралей, вложенных одна в другую.
Солено д содержит витки обмотки 1, выполнэиные., например, из шины прям оугольного сB :..:. .;H, намотанные, например, в од.-.-:,- секци,о, содержащую две спиральных IÎ обмотки. ";lepe-.îäíîé виток 2 соленоида выполнеH :,.ак.-,; o6paBîì, что сечение внутреннего 3 и наружного 4 витков каждой спирали уменьшается до нуля на одном полном обороте {фиг. 1). Между двумя сосед- 15 ними внутренними (и соответственно наружными) витками соленоида выполнен электрический контакт 5 (фиг. 2 ) на одном обороте витка, причем взаимное расположение плоских спиралей таково, что общее сечение 20 двух контактирующих витков всюду постоянно и равно сечению шины соленоида. Контакт между двумя внутренними и наружными витками осуществляется пайкой или сваркой витков по площади треугольника (фиг. 2) 2
У либо изготовлением отдельных деталей (переходных витков), форма которых совпадает с формой контактирующих элементов, с —:.оследуюшей пайкой или сваркой витков в тык с шинами обмотки. 10
Ток к секции подводится через пюбой поперечный разрез внешнего витка. Поперечное сечение любого участка соленоида, по которому идет ток, постоянно, -следовательчо, постоянна и плотность тока в любом сечении. Витки отделены один от другого межвитковой и межслоевой изоляцией.
Поскольку плотность тока удовлетворяет условию д) j8V =- О, следует, что
0 д А/аЧ < и для области вне проводни- 4 ков с токо: Н, =О, т.е. магнитное поле является аксиально симметричным.
Предложенный сол. ноид в силу наличия одинаковых секций может быть выполнен со строго однородным аксиально-симметричным магнитным полем, так как образующие поверхности секций являются цилиндрическими, что позволяет точно выставлять их по одной оси.
Формула изобретения
1. Соленоид, выполненный из шины, например, прямоугольного сечения, состоящий из спиральных секций с одним направлением намотки, отличающийся тем, что, с целью улучшения симметрии аксиального магнитного поля, внутренний и наружный виток каждой секции по всему периметру выполнены равномерно убываюшими по толщине до нуля и электрически соединены с соответствующим внутренним или наружным витком последующей или предыдущей секции, образуя переходной виток с сечением, равным сечению витка соленоида.
2. Соленоид по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, переходные витки выполнены в виде одной детали.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;
1. Монтгомери ц. Б. "Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов", "Мир", М., 1971, стр. 77, рис. 30а.
2. Карасик B. П. "Физика и техника сильных магнитных полей", "Мир", М., 1971, стр. 83-84.
3, Бирюков О. B. и др. "Продольное магнитное поле стелларатора,"Сириус", отчет ФТИ AH УССР, Ne 288/Р-102, Харьков, 1966, г юi 52 94 c}7
Составич ель Л. Федосов
Редактор E. Кравцова Техред H. Кова.i Корректор кто Б. Югас
Заказ 5336/102 Тираж 963 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4