Исследование и оптимизация конструкций сверхпроводящих магнитов ускорителей

• Автор: Кашихин, Вадим Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Батавия
• Количество страниц: 213 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ
СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ОБМОТОК
1Л Введение
1.1.1 Определение гармонических составляющих поля
1Л .2 Методы расчета и оптимизации обмоток
1.2 Оптимизация дипольных обмоток
1.2.1 Оболочечная дипольная обмотка
1.2.2 Блочная дипольная обмотка
1.3 Дипольные обмотки с минимальной индуктивностью
1.4 Оболочечная квадрупольная обмотка
1.5 Выводы
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ МАГНИТОПРОВОДОВ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГНИТОВ
2.1 Введение
2.1.1 Решение нелинейных задач магнитостатики
2.1.2 Эффект насыщения магнитопровода и его коррекция
2.1.3 Требования к магнитам УЬНС
2.2 Оболочечный дипольный магнит с одной апертурой
2.3 Дипольные магниты с горизонтальной ориентацией апертур
2.3.1 Магнит с «холодным» магнитопроводом
2.3.2 Магнит с «теплым» магнитопроводом
2.4 Дипольные магниты с вертикальной ориентацией апертур
2.4.1 Магнит с общими обмотками

2.4.2 Магнит с комбинированным магнитопроводом
2.5 Квадрупольные магниты
2.5.1 Магнит с ФД функциями
2.5.2 Магнит с ФФ функциями для диполя с общими обмотками
2.5.3 Магнит с ФФ функциями для диполя с комбинированным магнитопроводом
2.6 Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА НАМАГНИЧИВАНИЯ
ОБМОТКИ И МЕТОДОВ ЕГО КОРРЕКЦИИ
3.1 Введение
3.2 Моделирование эффекта намагничивания обмотки
3.2.1 Описание и проверка метода расчета
3.2.2 Эффект намагничивания обмотки в различных магнитах
3.3 Пассивная коррекция эффекта намагничивания обмотки
3.3.1 Дипольный магнит
3.3.2 Квадрунольный магнит
3.4 Внутренняя компенсация намагничивания обмотки
3.5 Комбинация пассивной коррекции с оптимизацией обмотки
3.6 Анализ точностей изготовления и установки пассивного
корректора
3.7 Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ КОРОТКИХ МОДЕЛЕЙ
ДИПОЛЬНЫХ МАГНИТОВ
4.1 Введение
4.2 Трехмерное моделирование и оптимизация магнита

4.3 Изготовление магнита
4.4 Испытания магнита и сравнение с расчетом
4.4.1 Измерение поля при комнатной температуре
4.4.2 Измерение поля при сверхпроводящем состоянии
4.4.3 Эффект намагничивания обмотки
4.4.4 Изготовление и испытание пассивного корректора намагничивания обмотки
4.4.5 Эффект вихревых токов
4.4.6 Дрейф гармоник при инжекции
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Ширина кабеля в этом случае ограничивается только максимальным током источника и параметрами кабельной машины.
В первом приближении поперечное сечение обмотки было оптимизировано в предположении внутреннего радиуса магнитопровода равного 100 мм. Учет его точной (не цилиндрической) внутренней поверхности и соответствующая оптимизация обмотки были выполнены на стадии численного моделирования и приводятся в следующей главе. Поперечное сечение обмотки оптимизированное при принятых допущениях показано на рис. 1.2.2, а качество поля, параметры кабеля и магнита приведены в табл. 1.2.2-1.2.4. Физический размер апертуры, соответствующий минимальному расстоянию между блоками в горизонтальной плоскости, равняется 40 мм для цилиндрической формы лобовых частей. При допущении соответствующего изгиба концов обмотки в плоскости рисунка, размер апертуры может быть увеличен до 56 мм при неизменном поперечном сечении и площади обмотки.
Рисунок 1.2.2. Поперечное сечение блочной дипольной обмотки.