CN108831666A - 一种小周期永磁型错列波荡器磁路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小周期永磁型错列波荡器磁路，属于波荡器技术领域，包括两个相隔一定间隙正对设置的永磁体，在两个永磁体的间隙中设置有周期性间隔排列的两排软铁磁极，两排软铁磁极之间形成磁间隙，每个软铁磁极均与对面软铁磁极错位半个周期，本发明两个永磁体间产生的纵向磁通被软铁磁极弯折，从而在横向产生了一个周期波荡磁场，具有性能稳定、制造和运行成本低的特点。

Description

一种小周期永磁型错列波荡器磁路
技术领域
本发明涉及波荡器技术领域，具体地说涉及一种小周期永磁型错列波荡器磁路。
背景技术
X射线自由电子激光(XFEL)是当代科学研究的重要平台，可也具有规模巨大和成本高昂等问题，因此建造紧凑型XFEL成为一个重要研究方向，其中减小波荡器周期是可行的途径之一。
为了得到小周期和高场强的波荡器，已经相继发展了超导波荡器、真空波荡器、低温波荡器和微波波荡器等。真空波荡器已经在SACLA和SwissFEL装置上得到应用，该型波荡器目前见诸报道的最小周期是15mm，这一结果已经接近极限，很难再进一步降低。超导波荡器和低温波荡器周期虽然可以降低到10mm，但是造价和维护费用很高，大规模使用时性能也不够稳定，低温环境也需消耗大量能源来维持。微波波荡器周期也可以做到约10mm，但现在还处在实验室研究阶段，性能也达不到XFEL装置的使用要求。
基于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术的种种不足，现提出一种小周期永磁型错列波荡器磁路，该波荡器磁路性能稳定、制造和运行成本低。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小周期永磁型错列波荡器磁路，包括两个相隔一定间隙正对设置的永磁体，在两个永磁体的间隙中设置有周期性间隔排列的两排软铁磁极，两排软铁磁极之间形成磁间隙，每个软铁磁极均与对面软铁磁极错位半个周期。
进一步，两块永磁体的两端分别设置有斜坡。
进一步，两个永磁体磁化方向相同且都沿纵向。
进一步，所述永磁体由一整块永磁块构成或由若干小永磁块粘结而成。
进一步，所述软铁磁极的截面为方形或U形。
进一步，所述永磁体为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体或铁氧体永磁体。
进一步，所述软铁磁极采用工业纯铁或铁钴钒。
本发明的有益效果是：
本发明两个永磁体间产生的纵向磁通被软铁磁极弯折，从而在横向产生了一个周期波荡磁场，较现有超导波荡器和低温波荡器，其性能稳定，且可以避免低温条件，制造和运行成本低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明一种实施例的原理图；
图3是本发明的横向磁场峰值与磁极错位的关系曲线；
图4是本发明另一种实施例的原理图。
附图中：1-第一永磁体，2-第二永磁体，3-软铁磁极，4-斜坡，5-磁间隙。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：
如图1和图2所示，一种小周期永磁型错列波荡器磁路，包括两个相隔一定间隙正对设置的永磁体，永磁体为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体或铁氧体永磁体，所述永磁体可以根据需要采用一整块永磁块构成，也可由若干小永磁块粘结而成，本实施例中，两个永磁体分别为第一永磁体1和第二永磁体2，所述第一永磁体1和第二永磁体2的磁化方向相同且都沿纵向，在第一永磁体1和第二永磁体2的间隙中产生相反方向的纵向磁场，所述第一永磁体1和第二永磁体2的两端分别做斜切处理，形成斜坡5，保证间隙中纵向磁场分布具有足够大的平顶，本实施例中，第一永磁体1和第二永磁体2分别由五块永磁块和两块带斜坡的永磁块粘结而成，所述第一永磁体1和第二永磁体2中永磁块的磁化方向均相同且都沿纵向。
在两个永磁体的间隙中设置有周期性间隔排列的两排软铁磁极3，所述软铁磁极3的截面为方形，材料为电工纯铁或铁钴钒，两排软铁磁极3之间形成磁间隙5，每个软铁磁极3均与对面软铁磁极3错位布置，纵向磁场将受到磁极调制，产生横向分量，该分量的磁通流向如图2箭头所示，于是磁间隙5出现了横向周期性的磁场，软铁磁极3的错位大小决定着产生的横向磁场大小，在图2中，示意出了周期长度λu，该周期长度λu为10mm，如图3所示，为横向磁场峰值与磁极错位的关系曲线，从图中可以看出，两排软铁磁极3间没有错位时，横向磁场为0T，当软铁磁极3间错位越大，产生的横向磁场的峰值越大，并在错位值为5mm时，横向磁场最大，通过调节软铁磁极3间错位大小，便可得到不同大小的横向磁场，因此，在本实施例中，每个软铁磁极3均与对面软铁磁极3错位半个周期，此时得到最大的横向磁场，也可以通过调整磁极错位调节横向磁场大小。
实施例二：
本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
如图4所示，在本实施例中，所述软铁磁极3的截面为U形，横向分量的磁通流向如图3箭头所示。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种小周期永磁型错列波荡器磁路，其特征在于：包括两个相隔一定间隙正对设置的永磁体，在两个永磁体的间隙中设置有周期性间隔排列的两排软铁磁极，两排软铁磁极之间形成磁间隙，每个软铁磁极均与对面软铁磁极错位半个周期。
2.根据权利要求1所述的小周期永磁型错列波荡器磁路，其特征在于：两个永磁体的两端分别设置有斜坡。
3.根据权利要求2所述的小周期永磁型错列波荡器磁路，其特征在于：两个永磁体磁化方向相同且都沿纵向。
4.根据权利要求3所述的小周期永磁型错列波荡器磁路，其特征在于：所述永磁体由一整块永磁块构成或由若干小永磁块粘结而成。
5.根据权利要求1所述的小周期永磁型错列波荡器磁路，其特征在于：所述软铁磁极的截面为方形或U形。
6.根据权利要求1所述的小周期永磁型错列波荡器磁路，其特征在于：所述永磁体为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体或铁氧体永磁体。
7.根据权利要求1所述的小周期永磁型错列波荡器磁路，其特征在于：所述软铁磁极采用工业纯铁或铁钴钒。
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