Электромагнит кольцевого циклотрона Советский патент 1984 года по МПК H05H7/04 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при проектировании кольцевых циклотронов. Электромагнит предназначен для обеспечения магнитного поли, формирующего траекторию пучка ускоряемых частиц, в настоящее время во многих странах создаются кольцевые (с раздельными секторными блоками-магнитами, расставленными по кольцу) циклотроны на различные энергии и с различным количеств.ом секторных магнитов,

Известен циклотрон l) , в котором электромагнит составлен из восьми блоков-магнитов. Каждый блок состоит из магнитопровода и двух (верхней и нижней) электрических обмоток, охватывающих по периметрам полюса блока магнита.

С целью формирования магнитного поля по определенному закону блоки магнита выполнены переменными по углу.

Недостатком конструкции электромагнита является технологическая сложность, обусловленная профилем магнитопровода блоками повышенный расход меди для изготовления электрических обмоток. Повторяющих профиль полюсов блоков магнита. Кроме того, наличие лобовых частей электрических обмоток вызывает поля рассеяния, которые дополнительно насыщают магнитопровод, снижая индукцию в рабочем зазоре.

Известен также кольцевой циклотрон 2J , содержащий секторные блокимагнитопроводы с электрическими обмотками. Блоки этих электромагнитов выполнены постоянной угловой протяженностью, что несколько упрощает изготовление магнитопроводов и электрических обмоток.

Недостатками конструкции электромагнитов этих циклотронов являются также технологическая сложность электрических обмоток, охватываюсщх полюса блоков магнитов, большой расход меди для изготовления и наличие дополнительных полей рассеяния, снижающих индукцию в рабочем зазоре, обусловленных токами, протекающими по лобовым частям электрических об-моток.

Целью изобретения является упрощение конструкции электромагнита и сокращение расхода материала для изготовления электрических обмоток.

Цель достигается тем, что верхняя и нижняя электрические обмотки выполнены в виде колец и являются общими для всех секторных блоковмагнитопроводов, причем блоки расположены по азимуту так, что электрические обмотки охвачены магнитопровод ами ,

На фиг. 1 и 2 схематично изображен электромагнит кольцевого циклотрона,

Электромагнит содержит секторные блоки-магнитопроводы 1, расположенные по кольцу, верхнюю и нижнюю электрические обмотки 2, закрепленные соответственно на нижних и верхних балках блоков-магнитопроводов, и верхние и нижние полюсные наконечники 3.

Блоки 1 расположены по азимуту так что их магнитопроводы охватывают электрические обмотки 2. Магнитное поле в рабочем зазоре (между полюсными наконечниками 3) блоков электромагнита создается припусканием тока по кольцевым обмоткам 2, являющимся общими для всех блоков электромагнита.

Электромагнит такой конструкции прост в изготовлении, так как здес Bcfro две кольцевые электрические обмотки, простые в исполнении и требуется значительно меньше меди на изготовление электрических обмоток, чем в существующих конструкциях. Общая длина обмоток секторных блоко г2 R (к+2г,) , где и - количество блоков; К - средний радиус электрической обмотки. Длина обмоток предлагаемого магнита 2 .

Отношение длин и соответственно веса определяется коэффициентом

.

еггЧ i

Кроме того, в такой конструкции электромагнита требующееся магнитно поле достигается с меньшей затратой электроэнергии, что обусловлено отсуствием лобовых частей, вызывающих дополнительные поля рассеяния.

.t

ЭЛЕКТРОМАГНИТ КОЛЬЦЕВОГО ЦИКЛОТРОНА, содержащий секторные блоки - магнитопроводы с электрическими обмотками, отличающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции электромагнита и сокращения расхода материала для изготовления электрических обмоток, верхняя и нижняя электрические обмотки выпол нены в виде колец и являются общими для всех секторных блоков магнитопроводов, причем блоки расположены по азимуту так, что электрические охвачены магнитопроводами.