ЭЛЕКТРОМАГНИТ Советский патент 1972 года по МПК H01F6/04 

Изобретение относится к устройствам, создающим магнитные поля и может быть иснользовано в различных электрофизических и электротехнических установках (ускорители заряженных частиц, термоядерные реакторы, магнитогидродинамические генераторы, электрические машины, трансформаторы и др.).

Известны сверхпроводящие и криогенные электромагниты, имеющие цельный магнитопровод из ферромагнитного материала, который расположен либо внутри, либо снаружи криостата.

При расположении магнитопровода внутри криостата недостатком является необходимость охлаждения большой массы материала и, следовательно, значительный расход хладагентов для охлаждения электромагнита до рабочей температуры, а также большие размеры криостата, что услол няет его конструкцию и приводит к увеличению теплопритоков и расхода хладагентов в стационарном работы.

При расположении магнитонровода вне криостата уменьшается масса охлаждаемого материала и размеры криостата. Однако при этом в результате увеличения расстояния между обмоткой возбуждения и магнитопроподом значительно возрастает .необходимое Ччсло ампервитков обмотки возбуждения, что Для сверхпроводящих электромагнитов приводит к увеличению объема и веса обмотки возбуладения .и, следовательно, к увеличению затрат дорогостоящего сверхпроводящего материала, а для криогенных магнитов -к увеличению объема и веса возбуждения и к увеличению потерь мощности в ней.

Кроме того, при расположении магнитопровода снаружи криостата усложняется конструкция крепления обмотки возбуждения, находящейся под действием больших пондеромоторных сил. Если для крепления обмотки возбуждения использовать специальный силовой каркас, то возрастает расстояние от обмотки возбуждения до магнитопровода, что

приводит к дополнительному увеличению необходимого числа ампервитков обмотки возбуждения. Если в качестве силовой опоры обмотки возбуждения использовать внутреннюю стенку криостата, то значительно возрастает тенлоприток к обмотке возбулсдения в связи с необходимостью установки дополнительных силовых распорок между внутренней и внешней стенками криостата. На чертел е изображен предлагаемый электромагнит.

Магнитопровод электромагнита, создающего магнитное поле в рабочем объеме 1, разделен на две части, одна из которых 2 расположена внутри криостата 3 и охлаждается

часть 5 расположена снаружи криостата и находится при температуре окружающей среды.

Такая конструкция электромагнита позволяет сократить массу охлаждаемого материала по сравнению с электромагнитами, магнитопровод которых расположен внутри криостата, а по сравнению с электромагнитами, магнитопровод которых расположен снаружи криостата - уменьшить необходимое число амнервитков обмотки возбуждения. Кроме того, в предлагаемой конструкции часть магнитопровода, (расположенная внутри криостата, одновременно является силовым каркасом, что упрощает крепление обмотки возбуждения.

Следует отметить, что электромагнит с расщепленным магнитопроводом при больших значениях магнитной индукции (В 2+2,5 тесла) обладает тем преимуществом, что относительное распределение магнитного поля в

рабочем объеме в меньшей степени зависит от абсолютной величины магнитного поля по сравнению с электромагнитами, магнитопровод которых расположен внутри криостата.

Предмет изобретения

Электромагнит, работающий при низкой температуре, состоящий из обмотки возбуждения, магнитопровода и криостата, отличающийся тем, что, с целью уменьшения охлаждаемого до рабочей температуры объема и веса материала, уменьшение необходимого числа ампервигков обмотки возбуждения, магнитопровод разделен на две части, одна из которых расположена внутри криостата и охлаждается вместе с обмоткой возбуждения до ее рабочей температуры, вторая часть расположена снаружи криостата и находится при температуре окружающей среды.