CN109599248A - 一种1.8t紧凑型低功耗强场直流磁体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,包括铜带绕组、磁轭、接线柱和密封筒;铜带绕组设置在磁轭内,铜带绕组采用铜带绕制,铜带与铜带之间绝缘,由内向外设置多组铜带;每组铜带之间设置一定的间隙;铜带的两端设置空隙,空隙内放置绝缘件;在磁轭的内部设置入水口,在磁轭的外部设置出水口;绝缘件上开槽;在磁轭上引出第一接线柱,从出水口内引出第二接线柱;在磁轭的开口位置设置密封筒,密封筒与最内层铜带连接在一起。本发明的效果是:采用铁磁材料约束、引导磁场,磁场集中在有效区域,可大幅降低磁体体积和铜带绕组功耗,采用S形回转水路,铜带绕组可充分冷却。功耗低,体积小,冷却充分,可实现稳定直流工作。
Description
技术领域
本发明的名称为一种1.8T大孔径低功耗强场直流磁体,能在常温下产生1.8T强磁场,可用于给回旋管或其它科学实验装置提供磁场。
背景技术
回旋管是一种快波器件,克服了传统慢波器件工作时共振区域物理尺寸的限制。在毫米波段及太赫兹频段,回旋管是唯一能产生高功率连续波输出的器件。但是回旋管需要很强磁场才能工作,往往需要超导磁体。但超导磁体需维持低温,准备时间长、持续制冷功耗大,实用性受到很大限制。为了降低回旋管对磁场的要求,一种可行的方式是采用谐波回旋管。谐波回旋管所需的工作磁场与谐波次数成反比。为了保证足够的工作效率和稳定性,通常采用二次谐波回旋管。
在W波段,二次谐回旋管所需工作磁场约为1.8T。已有方案采用常规铜带绕组供磁。
常规铜带绕组磁场体积大,功耗大,超过100kW,难以有效冷却,通常只能以脉冲方式或短时间连续工作。
发明内容
本发明目的利用铁磁材料约束铜带绕组磁场,控制铜带绕组功耗,实现可用于连续波回旋管的1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,包括铜带绕组、磁轭、接线柱和密封筒;
铜带绕组设置在磁轭内,铜带绕组采用铜带绕制,铜带与铜带之间绝缘,由内向外设置多个铜带绕组,铜带绕组串联在一起;
相邻铜带绕组之间设置一定的间隙,间隙中放置支撑件;
铜带绕组的两端设置空隙,空隙内放置绝缘件;
在磁轭的内部设置入水口,在磁轭的外部设置出水口;
绝缘件上开槽;
在磁轭上引出第一接线柱,从出水口内引出第二接线柱;第一接线柱与磁轭固定在一起。第二接线柱与最外层铜带连接,并通过出水口引出。
在磁轭的开口位置设置密封筒,密封筒与最内层铜带连接在一起。
作为优选方式,沿一个圆周均匀设置多个出水口,沿另一个圆周均匀设置多个入水口。
作为优选方式,出水口所在的圆周半径比入水口所在的圆周半径大。
作为优选方式,密封筒采用无磁金属材料制成。
作为优选方式,磁轭采用碳钢制成。
作为优选方式,在铜带的两端的绝缘件中只有一端的绝缘件开槽,通过绝缘件上的槽和铜带间隙形成S形供水通道。
作为优选方式,磁轭的截面形状为U形,其中磁轭开口处较小。
作为优选方式,铜带与铜带之间采用耐高温的聚酰亚胺薄膜绝缘。
本发明的有益效果是:采用铁磁材料约束、引导磁场,磁场集中在有效区域,可大幅降低磁体体积和铜带绕组功耗,采用S形回转水路,铜带绕组可充分冷却。功耗低,体积小,冷却充分,可实现稳定直流工作。
附图说明
图1为本发明截面结构示意图;
图2为本发明铜带与绝缘层位置示意图;
图3为本发明铜带绕组支撑与连接示意图;
图4为本发明磁体冷却结构示意图;
图5为本发明磁体接线示意图;
图6为本发明出、入水口及接线柱结构示意图;
图中,1-铜带绕组,2-磁轭,3-第一接线柱,4-第二接线柱,5-出水口,6-入水口,7-密封筒,8-绝缘层,9-铜带9,10-连接带,11-绕组A,12-绕组B,13-支撑件,14-绝缘件,15-绝缘槽,16-绝缘环。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-6所示,一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,包括铜带绕组1、磁轭2、接线柱和密封筒7;
铜带绕组1设置在磁轭2内,铜带绕组1采用铜带9绕制,铜带9与铜带9之间绝缘,即设置铜带9与铜带9之间设置绝缘层8,由内向外设置多个铜带绕组1,铜带绕组1串联在一起;铜带绕组1之间通过连接带10连接,连接带10也是铜质的。
相邻铜带绕组1之间设置一定的间隙,间隙中放置支撑件13;如图3所示,绕组A11和绕组B12之间设置支撑件13;
铜带绕组1的两端设置空隙,空隙内放置绝缘件14,绝缘件14由绝缘材料制成;空隙用于放置绝缘材料,以便与磁轭2绝缘;
在磁轭2的内部设置入水口6,在磁轭2的外部设置出水口5;
绝缘件14上开槽;
在磁轭2上引出第一接线柱3,从出水口5内引出第二接线柱4;第一接线柱3与磁轭2固定在一起。第二接线柱4与最外层铜带9连接,并通过出水口5(若干出水口5中的一个出水口5)引出,第二接线柱4处设置绝缘环16。
在磁轭2的开口位置设置密封筒7,密封筒7与最内层铜带9连接在一起,从而实现电流通路。
在一个优选实施例中,沿一个圆周均匀设置多个出水口5,沿另一个圆周均匀设置多个入水口6,优选地,入水口6设置16个,出水口5设置12个。
在一个优选实施例中,出水口5所在的圆周半径比入水口6所在的圆周半径大。
在一个优选实施例中,密封筒7采用无磁金属材料制成。
在一个优选实施例中,磁轭2采用碳钢制成。
在一个优选实施例中,在铜带9的两端的绝缘件14中只有一端的绝缘件14部分开槽(即绝缘槽15),通过绝缘件14上的槽和铜带9间隙形成S形供水通道,如图4所示。冷却水由内层进入,经S形回转水路流经所有铜带绕组1,最终从出水口5流出。
在一个优选实施例中,磁轭2的截面形状为U形,其中磁轭2开口处较小。
在一个优选实施例中,铜带9与铜带9之间采用耐高温的聚酰亚胺薄膜绝缘,形成绝缘层8。
本发明采用磁轭2约束、引导磁场,S形回转冷却水路,功耗低,体积小,冷却充分,可实现稳定直流工作,可用于给回旋管或其它科学实验装置提供磁场。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:包括铜带绕组、磁轭、接线柱和密封筒;
铜带绕组设置在磁轭内,铜带绕组采用铜带绕制,铜带与铜带之间绝缘,由内向外设置多个铜带绕组,铜带绕组串联在一起;
相邻铜带绕组之间设置一定的间隙,间隙中放置支撑件;
铜带绕组的两端设置空隙,空隙内放置绝缘件;
在磁轭的内部设置入水口,在磁轭的外部设置出水口;
绝缘件上开槽;
在磁轭上引出第一接线柱;第一接线柱与磁轭固定在一起;第二接线柱与最外层铜带连接,并通过出水口引出;
在磁轭的开口位置设置密封筒,密封筒与最内层铜带连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:沿一个圆周均匀设置多个出水口,沿另一个圆周均匀设置多个入水口。
3.根据权利要求2所述的一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:出水口所在的圆周半径比入水口所在的圆周半径大。
4.根据权利要求1所述的一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:密封筒采用无磁金属材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:磁轭采用碳钢制成。
6.根据权利要求1所述的一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:在铜带的两端的绝缘件中只有一端的绝缘件开槽,通过绝缘件上的槽和铜带间隙形成S形供水通道。
7.根据权利要求1所述的一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:磁轭的截面形状为U形,其中磁轭开口处较小。
8.根据权利要求1所述的一种1.8T紧凑型低功耗强场直流磁体,其特征在于:铜带与铜带之间采用耐高温的聚酰亚胺薄膜绝缘。
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