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二极电磁铁的介绍及工艺设计注意事项

2022/02/14 15:34
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【摘要】:
二极电磁铁是加速器工作中不可缺少的磁元件,例如在对撞机、同步辐射加速器中要用弯转磁铁;在束流偏转引出时要用二极磁铁;在进行能量分析时要用分析磁铁等。不同的作用,磁铁的设计要求也有所差别,但设计的基本方法一致,即磁铁的极面宽度与气隙高度应根据束流输运计算的束流包络尺寸决定。

       二极电磁铁是加速器工作中不可缺少的磁元件,例如在对撞机、同步辐射加速器中要 用弯转磁铁;在束流偏转引出时要用二极磁铁;在进行能量分析时要用分析磁铁等。不同的作用,磁铁的设计要求也有所差别,但设计的基本方法一致,即磁铁的极面宽度与气隙高度应根据束流输运计算的束流包络尺寸决定。
       二极电磁铁有C 型、H 型、框型、窗框型(WF),下表中列出各种类型情况供选取用。

类型 图形 优点 缺点
H 型     H型二极电磁铁 场型对称,适合于高场区工 作,不含有偶次波分量。 体积大,两端场下降较大。
C 型 C型二极电磁铁 有开口端,便于安装和维修真空盒,线圈加工方便。 不对称结构造成场的不对称,具有偶数和奇数的谐波。
框型 框型二极电磁铁 场型分布较好,端部效应小, 结构紧凑,储能小。 不适合在高场下工作,会产生六极分量。
WF型      WF型二极电磁铁 兼顾框型及H型优点。 线圈制作复杂,一般为马鞍型。

     湖南省永逸科技有限公司可定制各种二极电磁铁,在二极磁铁轮廓尺寸确定后,需进行磁铁磁场分布的数值计算,对磁极宽度、磁极边缘、安匝数等进行调整,以便设计出具有最佳场质要求和分布的磁铁轮廓尺寸。
具体磁铁结构设计与工艺设计要考虑以下两个方面。
1  铁心

1.1 采用的材料要求具有高磁导率和低矫顽力,可选用 DT4 或 DW540G-50 等低碳钢材料。

1.2 加工的形式用实心或者迭片作铁心。直流磁铁或慢变化的磁铁可以采用迭片;一般对撞机、同步辐射加速器中,为使多个磁铁性能一致,也选用迭片铁心结构。但为了加工方便,直流磁铁大都采用实心铁心结构。

2 线圈结构

2.1 材料采用铜或者铝,一般采用铜作导体。

2.2 导线排列要便于引出与接线,通常按双层排列法。

2.3 要考虑线圈的绝缘。线圈绝缘十分重要,因为磁铁运行的可靠性主要取决于线圈绝缘的可靠性。匝间绝缘包括匝与匝之间绝缘及层间绝缘,绝缘强度要求能够承受比正常工作高十倍至数十倍的电压。对地绝缘主要考虑线圈与铁心绝缘,要求耐压在 6kV 交流电压下1分钟无击穿;绝缘电阻用 1kV 摇表检验,其指示值大于100MΩ。

2.4 要考虑绝缘结构。磁铁绝缘结构大多采用玻璃丝带迭绕和真空环氧浇注工艺。对于大型磁铁,匝间绝缘应包括至少一层的半迭绕的玻璃丝带,使相邻匝间绝缘厚度至少为 1mm。对地绝缘应包括至少 2 层的半迭绕的玻璃丝带,使导体对地之间的绝缘厚度至少为2mm.

     文章专业内容摘自《电磁铁优化设计制作新工艺与电磁兼容屏蔽及性能测量新技术实用手册》作者:王新铭 出版社:北方工业出版社  如有侵权联系删除!谢谢。