Электромагнит ускорителя

Электромагнит ускорителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТ УСКОРИТЕЛ содержащий обмотку возбуждения, ярм электромагнита, полюса с шиммами и воздушный зазор, отличающи с я тем, что, с целью улучшения однородности магнитного поля в воздушном зазоре, поверхность каждого шимма образована двумя сопряженными друг с другом поверхностями кривизны второго порядка, причем вогнутая относительно воздушного зазора поверхность шимма сопряжена с поверхностью центральной части полюса , а вьтуклая относительно зазора поверхность шимма сопряжена с боковой поверхностью полюса. 2. Электромагнит по п.I, отличающийся тем, что вогнутая относительно воздушного зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны (I0-50)h, а выпуклая относительно зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„969139

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

Н ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТ1Ф (21) 3286033/1 8-21 (22) 04.05.81 (46) 15.09.85. Бюл. М 34 (72) В.С. Кашихин, Б.В. Рожцественский и Г.Н. Самсонов (53) 621.384.6(088.8 ) (56) Патент США 9 3434085, кл. 335-297, опублик ° 1967.

Патент ГДР М 71817, кл. Н 05 Н, 1970 (прототип). (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТ УСКОРИТЕЛЯ, содержащий обмотку возбуждения, ярмо электромагнита, полюса с шиммамн и воздушный зазор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения однородности магнитного поля в воздушном зазоре, поверхность каждого . шимма образована двумя сопряженными, друг с другом поверхностями кривизны второго порядка, причем вогнутая относительно воздушного зазора поверхность шимма сопряжена с поверхностью центральной части полюса, а выпуклая относительно зазора поверхность шимма сопряжена с бо-. ковой поверхностью полюса.

2. Электромагнит по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что вогнутая относительно воздушного зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны (10-50)h, а выпуклая относительно зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны (0,4-10)Ь, где h — - половина высоты воздушного зазора в центре электромагнита.

969139

55

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к устройству поворотных электромагнитов и систем транспортировки пучков заряженных иастиц.

Известны электромагниты, содер, жащие магнитопровод с полюсами и воз: душный зазор для.компенсации искаI Ìåíèé поля, на краях полюсов форми, руют шиммы, которые расширяют об° ласть с однородным полем.

Недостатком электромагнита является то, что в местах излома образующей шимма происходит концентрация силовых линий поля, что ведет к увеличению индукции и ухудшению распределения магнитного поля в воздушном зазоре.

Известны также электромагнит ускорителя, содержащий обмотку возбуждения, ярмо магнитопровода, полюса с шиммами, воздушный зазор.

Недостатком указанного электромагнита является зависимость однородности поля в воздушном зазоре от уровня индукции из-за насыщения углов полюсов. !

Целью изобретения является повышение однородности поля в воздушном зазоре.

Это достигается тем, что в электромагните ускорителя, содержащем обмотку возбуждения, ярмо электромагнита, полюса с шиммами и воздушный зазор, поверхность каждого шим ма образована двумя сопряженными друг с другом поверхностями кривизны второго порядка, причем вогнутая относительно зазора поверхность шимма сопряжена с поверхностью центральной части полюса, а выпуклая относительно зазора поверхность шимма сопряжена с боковой поверхностью полюса.

Вогнутая относительно воздушного зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны (10-50)h, а выпуклая относительно зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны (0,4-10)Ь, где h — - половина высоты воздушного зазора в центре электромагнита.

Нижние значения радиусов кривизны из укаэанных выше соотношений могут быть использованы для электромагнитов с относительной небольшой индукцией в зазоре (-1 Тл), верхние — для электромагнитов с более высокой индукцией (до 2 Тл).

На чертеже изображен квадрант поперечного сечения электромагнита.

Он имеет полюса 1, ярмо магнитопровода 2, обмотку 3 возбуждения и воздушный .,зазор 4, в котором выделена рабочая область 5.Образующая

6 профиля полюса сформирована из двух прямых линий 7 и 8, сопряженных с двумя сопряженными друг с другом кривыми 9 и 10 второго порядка противоположной кривизны относительно самой образующей. Это кривые образуют симметрично расположенные относительно плоскостей симметрии шиммы 11.

Данный электромагнит ускорителя работает следующим образом.

С помощью тока, протекающего по виткам обмотки 3 возбуждения, создается магнитный поток, замыкающийся по ярму магнитопровода 2,полюсам

1 через воздушный зазор 4. В рабочей области 5 магнитное поле должно быть однородным с высокой степенью (;10 з -"1О < ) при заданных уровнях индукции. В силу различных причин (обрыв полюсов, насыщение железа, влияние обмотки и пр.} поле в рабочей области искажается.

Для ликвидации искажений поля на полюсах выполнены шиммы, образованные двумя кривыми второго порядка. Эти шиммы несколько изменяют направления силовых линий и их плотность в рабочей области, что приводит к компенсации искажений магнитного поля в необходимых пределах. В связи с отсутствием на профиле мест, где образующая профиля терпит резкий излом, на поверхности полюса не появляются локальные насыщения.

Вследствие того, что полюс скруглен кривой и высота шимма относительно высоты воздушного зазора невелика, насыщение всего полюса в зависимости от уровня тока возбуждения происходит достаточно равномерно во всем объеме полюса. Это дает возможность образующей профиля оставаться эквипотенциалью до высоких значений поля, что обеспечивает сохранение высокой однородности поля в рабочем объеме в широких пределах изменения индукции

Достоинством данного электромагнита, в отличие от известных, помимо высокой однородности в широком диапазоне изменения поля, является

Корректор Г.Решетник

Техред A.Áîéêî

Редактор О.Юркова

Заказ 8131/2 Тираж 793

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 9691 также возможность обеспечивать заданные характеристики поля, не прибегая к расширению полюса при возрастании индукции в зазоре. Изъятие из полю-. са металла, насыщающегося при вы- 5 соких индукциях и не обеспечивающего компенсацию неоднородности поI

39 4 ля, приводит к облегчению электромагнита и экономии металла.В случае использования шиммов, сформированных из двух дуг окружностей, упрощается технология изготовления полюсов. Кроме того, в этом случае повышается точность их обработки и контроля.