Электромагнит ускорителя

сООэ советснихсоциАлистичеснихРЕСПУБЛИН ГОСУД ПО ДЕ ОП ИЗОБ ЕЛЬСТВУственсОРИТЕЛЯ я амн ию щ и йнияв возаждогоенными,д 1 ственный комитет сс м изовретений и Он(54)(57) 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТ УСсодержащий обмотку возбужденэлектромагнита, полюса с шимвоздушный зазор, о т л и ч ас я тем, что, с целью улучш. однородности магнитного полядушном зазоре, поверхностьшимма образована двумя сопряж 80969139 друг с другом поверхностями кривизвторого порядка, причем вогнутаяотносительно воздушного зазораповерхность шимма сопряжена с поверхностью центральной части полюса, а выпуклая относительно зазора поверхность шимма сопряжена с боковой поверхностью полюса. 2. Элекч а ю щ иотносительверхностьвиэны (1 Осительно зимеет радигде Ь - пзазора в ц тромагннт по п,1, о т л й с я тем, что вогнутая но воздушного зазора пошимма имеет радиус кри)Ь, а выпуклая отноазора поверхность шимма ус кривизны (0,4-10)Ь, оловина высоты воздушного ентре электромагнита.Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к устройству поворотных электромагнитов исистем транспортировки пучков заряженных иастиц.Известны электромагниты, содер, жащие магнитопровод с полюсами и воз: душный зазор для.компенсации иска Мений 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 возбуящения, 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 шиммаобразована 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)Ь, а выпуклая относительно зазора поверхность шимма имеет радиус кривизны (0,4-10)Ь, где й - 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 (до2 Тл). На чертеже изображен квадрантпоперечного сечения электромагнита.Он имеет полюса 1, ярмо магнитопровода 2, обмотку 3 возбуждения и5 воздушный .,зазор 4, в котором выделена рабочая область 5.Образующая6 профиля полюса сформирована издвух прямых линий 7 и 8, сопряжен.ных с двумя сопряженными друг с10 другом кривыми 9 и 10 второго порядка противоположной кривизны относительно самой образующей. Этокривые образуют симметрично расположенные относительно плоскостей симмет 15 рии шиммы 11.Данный электромагнит ускорителяработает следующим образом.С помощью тока, протекающего повиткам обмотки 3 возбуждения, соз 20 дается магнитный поток, замыкающий.ся по ярму магнитопровода 2,полюсам1 через воздушный зазор 4. В рабочей области 5 магнитное поле долж.но быть однородным с высокой сте 25 пенью (;10 з -"1 О) при заданныхуровнях индукции. В силу различныхпричин (обрыв полюсов, насыщениежелеза, влияние обмотки и пр.) по- .ле в рабочей области искажается.З 0 Для ликвидации искажений поля наполюсах выполнены шиммы, образованные двумя кривыми второго порядка. Эти шиммы несколько изменяютнаправления силовых линий и их плотность в рабочей области, что при 35водит к компенсации искажении магнитэного поля в необходимых пределах. Всвязи с отсутствием на профиле мест,где образующая профиля терпит резкийизлом, на поверхности полюса не40появляются локальные насыщения.Вследствие того, что полюс скругленкривой и высота шимма относительновысоты воздушного зазора невелика, насыщение всего полюса в зависи 45мости от уровня тока возбуждения происходит достаточно равномерно во всемобъеме полюса. Это дает возможностьобразующей профиля оставаться эквипотенциалью до высоких значений поля,что обеспечивает сохранение высокойоднородности поля в рабочем объемев широких пределах изменения индукции,Достоинством данного электромагнита, в отличие от известных, помимо высокой однородности в широком диапазоне изменения поля, являетсяКорректор Г.Решетник Техред А,Бойко Редактор О.Юркова Заказ 8131/2 Тираж 793 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Э 9691 также возможность обеспечивать задан" ные характеристики поля, не прибегая к расширению полюса при возрастании индукции в зазоре. Изъятие из полю-.са металла, насыщающегося при вы соких индукциях и не обеспечивающего компенсацию неоднородности по- Ф 39 4ля, приводит к облегчению электро"магнита и экономии металла.В случаеиспользования шиммов, сформированныхиз двух дуг окружностей, упрощается технология изготовления полюсов, Кроме того, в этом случае повышаетсяточность их обработки и контроля.