Электромагнит ускорителя Советский патент 1985 года по МПК H05H7/04 

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к устрой ству поворотных электромагнитов и систем транспортировки пучков за«-ряженных настиц, : -Изерстлы. электромагниты, содерI жащие магнитопровод с полюсами и в . душный зазор для компенсации иска1 кёний поля, на краях полюсов форми, руют шиммы, которые расширяют об лacfь с однородным полем. Недостатком электромагнита является то, что в местах излома образу ющей 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 одноро ности поля в воздушном зазоре от ур вня индукции из-за насыщения углов полюсов. Целью изобретения является повышение однородности поля в воздушно зазоре. Это достигается тем, что в элект ромагните ускорителя, содержащем обмотку возбуждения, ярмо электромагнита , полюса с шиммами и воздушный зазор, поверхность каждого шиммаобразована двумя сопряженными друг с другом поверхностями кривизны второго порядка, причем вогнутая относительно зазора поверхность шимма сопряжена с поверхностью цент ральной части полюса, а вьтуклая относительно зазора поверхность шим ма сопряжена с боковой поверхностью полюса. . Вогнутая относительно воздушного зазора поверхность шимма имеет ради ус кривизны (lO-50)h, а выпуклая от носительно зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны (0,4-10)h, где h - половина высоты воздушного зазора в-центре электромагнита. Нижние значения радиусов кривизны из указанных вьш1е соотношений .могут быть использованы для электромагнитов с относительной небольшой индукцией в зазоре (1 Тл), вер ние - для электромагнитов с более высокой индукцией ( Тл). 39 На чертеже изображен квадрант поперечного сечения электромагнита. Он имеет полюса 1, ярмо магнитопровода 2, обмо.тку 3 возбуждения и воздушный .зазор 4, в котором вьщелена 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 II. Данный электромагнит ускорителя работает следующим образом. С помощью тока, протекающего по виткам обмотки 3 возбуждения, создается магнитный поток, замыкающий.ся по ярму магнитопровода 2,полюсам 1 через воздушный зазор 4. В рабочей области 5 магнитное поле должно быть однородным с высокой степенью ( Ю ) 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 крив.ыми 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, насьш;ение 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 обьеме в широких пределах изменения индукции. Достоинством данного электромагита, в отличие от известных, помио высокой однородности в широком диапазоне изменения поля, является

9691394

также возможность обеспечивать задан-ля, приводит к облегчению электроные характеристики поля, не прибегаямагнита и экономии металла.В случае

к расширению полюса при возрастаниииспользования шиммов, сформированных

индукции в зазоре. Изъятие из полю-из двух дуг окружностей,упрощается техса металла, насыщающегося при вы-5 нология изготовления полюсов, Кросоких индукциях и не обеспечиваю-ме того, в этом случае повыщается

щего компенсацию неоднородности по-точность их обработки и контроля.

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