JPS621208A - シエル形多極超電導マグネツト - Google Patents
シエル形多極超電導マグネツトInfo
- Publication number
- JPS621208A JPS621208A JP13979785A JP13979785A JPS621208A JP S621208 A JPS621208 A JP S621208A JP 13979785 A JP13979785 A JP 13979785A JP 13979785 A JP13979785 A JP 13979785A JP S621208 A JPS621208 A JP S621208A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- coils
- magnetic field
- radius
- superconducting magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
この発明は、粒子加速器に用いられるシェル形多wA超
電導マグネットに関Jる。
電導マグネットに関Jる。
(従来の技術)
シェル形2極超電導マグネットを用いた粒子加速器を第
2図に断面図で示す。第2図において、10は真空容器
で、その中に2[ヘリウム流路12、流体窒素流路16
等の冷lJI系統J3よび2極マグネット20が収容さ
れている。2極マグネツト20は鉄心22、SUSカラ
ー24、シェル形2極コイル26等で構成され、2極コ
イル26で囲まれた中心部にビームパイプ30が配置さ
れている。鉄心22とSUSカラー24の間32、コイ
ル26.28とじ一゛ムパイブ30の間34には、それ
ぞれ液体ヘリウムが通されている。
2図に断面図で示す。第2図において、10は真空容器
で、その中に2[ヘリウム流路12、流体窒素流路16
等の冷lJI系統J3よび2極マグネット20が収容さ
れている。2極マグネツト20は鉄心22、SUSカラ
ー24、シェル形2極コイル26等で構成され、2極コ
イル26で囲まれた中心部にビームパイプ30が配置さ
れている。鉄心22とSUSカラー24の間32、コイ
ル26.28とじ一゛ムパイブ30の間34には、それ
ぞれ液体ヘリウムが通されている。
2極マグネツト20の機能は、マグネットの中心部分す
なわらビームパイプ30(高エネルギ粒子の通過部分)
での磁力線を一様平行にするととである。常電動マグネ
ットでは、磁力線が必ず鉄心を通過するため、鉄心の面
を平行に向かい合わせれば、鉄心の間の空間では磁力線
は平行になる。
なわらビームパイプ30(高エネルギ粒子の通過部分)
での磁力線を一様平行にするととである。常電動マグネ
ットでは、磁力線が必ず鉄心を通過するため、鉄心の面
を平行に向かい合わせれば、鉄心の間の空間では磁力線
は平行になる。
一方、超電導マグネットでは、鉄心が存在しないので、
コイル位置を正確に決めて平行磁場を形成する。また、
その平行11mが完全に一様に平行である°とり゛れば
、中心磁場のフーリエ解析(高調波磁場解析)は、基本
波成分を除き、他の高調波はすべて零となる。普通の2
極マグネツトでは、このような理想的なことはありえず
、必ず高調波成分を含んでいる。ただし、コンピュータ
による計篩では、マグネットが1/4対称の構成になる
ことが保証されているので、偶数次高調波は現われない
。したがって、3次、5次、7次、・・・などの奇数次
高調波をコイル配置により打消す必要がある。
コイル位置を正確に決めて平行磁場を形成する。また、
その平行11mが完全に一様に平行である°とり゛れば
、中心磁場のフーリエ解析(高調波磁場解析)は、基本
波成分を除き、他の高調波はすべて零となる。普通の2
極マグネツトでは、このような理想的なことはありえず
、必ず高調波成分を含んでいる。ただし、コンピュータ
による計篩では、マグネットが1/4対称の構成になる
ことが保証されているので、偶数次高調波は現われない
。したがって、3次、5次、7次、・・・などの奇数次
高調波をコイル配置により打消す必要がある。
従来にお1ノるシェル形2極超電導マグネットの断面図
を第3図に示す。シェル形マグネットと14巻線をブロ
ックごとにあるいは数ターンからなる:1イルブロック
を同心円状(完全な同心円状ではない。)に配filる
方式をいう。
を第3図に示す。シェル形マグネットと14巻線をブロ
ックごとにあるいは数ターンからなる:1イルブロック
を同心円状(完全な同心円状ではない。)に配filる
方式をいう。
この超電導マグネット20は、コイル(第2図のコイル
26)として、外径コイル36(36Δ。
26)として、外径コイル36(36Δ。
36B、36G>、38 (38A、388.38C)
と、内径コイル40 (40A、40B、40C)、4
2 (42A、42B、42C)が設けられている。こ
のコイル配置では、外径コイル36゜38、内径コイル
40.42を構成する個々のブロックのコイル(例えば
36Δ、368.36Gを1つのブロックという。)は
同一の円周上に位置している。
と、内径コイル40 (40A、40B、40C)、4
2 (42A、42B、42C)が設けられている。こ
のコイル配置では、外径コイル36゜38、内径コイル
40.42を構成する個々のブロックのコイル(例えば
36Δ、368.36Gを1つのブロックという。)は
同一の円周上に位置している。
個々のブロックのコイルは、同一の巻線でシリーズに巻
かれており、巻線の傾きを調整するために周方向にスペ
ーサ41が挿入されている。
かれており、巻線の傾きを調整するために周方向にスペ
ーサ41が挿入されている。
第3図のマグネット20の1/4部分(第1象限)の磁
力線図を第4図に示す。この磁力線図は、−見すると中
心部分で平行な磁力線のように見えるがフーリエ解析す
ると、第3次、第5次高調波磁場の基本波磁場に対する
割合が大きくなり、高エネルギ粒子加速器用2極マグネ
ツトとして使用する場合は、それらのI4調波を打消す
ための補正コイル(あるいは補正マグネット)が必要で
あった。
力線図を第4図に示す。この磁力線図は、−見すると中
心部分で平行な磁力線のように見えるがフーリエ解析す
ると、第3次、第5次高調波磁場の基本波磁場に対する
割合が大きくなり、高エネルギ粒子加速器用2極マグネ
ツトとして使用する場合は、それらのI4調波を打消す
ための補正コイル(あるいは補正マグネット)が必要で
あった。
この発明は前記従来の技術における問題点を解決して1
.シェル形多極超電導マグネットにおいて補正コイルや
補正マグネットを用いずに高調波磁場を打消すことがで
きるコイル配置を提供しようとするものである。
.シェル形多極超電導マグネットにおいて補正コイルや
補正マグネットを用いずに高調波磁場を打消すことがで
きるコイル配置を提供しようとするものである。
この発明は、ブロック内でコイルの半径方向位置をずら
して配置したものである。
して配置したものである。
この発明の前記解決手段によれば、ずれ囲を最適値に選
択することにより、高調波磁場を有効に打も消すことが
できる。
択することにより、高調波磁場を有効に打も消すことが
できる。
この発明の一実施例を第1図に示す。
第1図において、内径コイル40はコイル40A、40
B、40G、40D、40Eで構成され、内径=1イル
42はコイル42A、42B、42G。
B、40G、40D、40Eで構成され、内径=1イル
42はコイル42A、42B、42G。
42D、42Eで構成されている。また、外径コイル3
6は、コイル36A、36B、36Cで構成され、外径
コイル38は、コイル38A。
6は、コイル36A、36B、36Cで構成され、外径
コイル38は、コイル38A。
38B、38Gで構成されている。
各ブロックのコイルは、同一の巻線でシリーズに巻かれ
ており、巻線の傾きを調整するために周方向にスペーサ
41が挿入されている。また、半径方向の位置を調整す
るために、スペーサ43が挿入されている。
ており、巻線の傾きを調整するために周方向にスペーサ
41が挿入されている。また、半径方向の位置を調整す
るために、スペーサ43が挿入されている。
なお、第1図において、30はビームパイプ、22はカ
ラーである。
ラーである。
第1図のコイル配置の第1象限を第5図に示す。
第5図に示すように、内径コイル40は、コイル40B
、40G、40Dが半径R1の位置に配置され、コイル
40A、40Eがこれよりも半径方向外側にずれた半径
r1の位置に配置されている。
、40G、40Dが半径R1の位置に配置され、コイル
40A、40Eがこれよりも半径方向外側にずれた半径
r1の位置に配置されている。
また、外径コイル36は、コイル36Bが半径R2の位
置に配置され、コイル36A、30Cがこれよりも半径
方向外側にずれた半径r2の位置に配置されている。前
記内径コイル42、外径コイル38についても同様に外
側のコイルが半径方向外側にずれて配置されている。
置に配置され、コイル36A、30Cがこれよりも半径
方向外側にずれた半径r2の位置に配置されている。前
記内径コイル42、外径コイル38についても同様に外
側のコイルが半径方向外側にずれて配置されている。
これらのコイルの半径方向のずれによって、高調波磁場
が変化する。また、これらのコイルの周方向位置をずら
すことによっても高調波磁場が変化す゛る。
が変化する。また、これらのコイルの周方向位置をずら
すことによっても高調波磁場が変化す゛る。
いま、第5図において、コイル368.408゜40G
の位置を固定し、コイル40△の半径方向の位置r1と
コイル36Δの角度θ(コイル36Aの周方向位置によ
り変化する。)を変化させるものとする。このときの、
第3次、第5次高調波の基本波に対する割合を調べてみ
ると、第6図に示す傾向がある。
の位置を固定し、コイル40△の半径方向の位置r1と
コイル36Δの角度θ(コイル36Aの周方向位置によ
り変化する。)を変化させるものとする。このときの、
第3次、第5次高調波の基本波に対する割合を調べてみ
ると、第6図に示す傾向がある。
第6図は縦軸を基本波に対づる高調波の割合、横軸を半
径r としたもので、θをθ 、θ2゜θ3の3点に変
化させ、θ一定の点を直線で結んでいる。第6図で明ら
かなように、第3次高調波と第5次高調波の割合は、前
者が右上り、後者が右下がりの逆の傾向を右する。した
がって、0=θ 、θ 、θ3に対し、3次と5次の直
線はA。
径r としたもので、θをθ 、θ2゜θ3の3点に変
化させ、θ一定の点を直線で結んでいる。第6図で明ら
かなように、第3次高調波と第5次高調波の割合は、前
者が右上り、後者が右下がりの逆の傾向を右する。した
がって、0=θ 、θ 、θ3に対し、3次と5次の直
線はA。
E3.Cの3点で交わる。つまり、A、[3,Cの3点
は、3次及び5次の両方の高調波成分に対し、絶対1ぬ
最小の値を与えるものである。実際の最適位置としてr
=r 、θ=01として磁場を]ンピl−夕によ
り求め、フーリエ解析により高調波成分を求めてみると
、それらの割合は、電流値の広い使用範囲にわたって十
分率さいものであり、水力式を適用した214i超電導
マグネッ1−が補正マグネットなしで、加速器用マグネ
ットとして使用できる特性を有することが判明した。
は、3次及び5次の両方の高調波成分に対し、絶対1ぬ
最小の値を与えるものである。実際の最適位置としてr
=r 、θ=01として磁場を]ンピl−夕によ
り求め、フーリエ解析により高調波成分を求めてみると
、それらの割合は、電流値の広い使用範囲にわたって十
分率さいものであり、水力式を適用した214i超電導
マグネッ1−が補正マグネットなしで、加速器用マグネ
ットとして使用できる特性を有することが判明した。
なお、第1図のコイル配置にJ3ける磁力線図を第7図
に示す。
に示す。
前記実施例では、マグネットの極数が2極の場合につい
て説明したが、4極、6極等より多くの極数のマグネッ
トにもこの発明を適用することができる。また、前記実
施例では、内径コイルと外径コイルの2届にした場合つ
いて説明したが、3層以上の場合にもこの発明を適用す
ることができる。
て説明したが、4極、6極等より多くの極数のマグネッ
トにもこの発明を適用することができる。また、前記実
施例では、内径コイルと外径コイルの2届にした場合つ
いて説明したが、3層以上の場合にもこの発明を適用す
ることができる。
以上説明したように、この発明によれば、次のような効
果がある。
果がある。
■ 鉄心の磁場飽和などの要因で発生した高調波磁場を
、−コイルの位置を半径方向にずらせることにより打消
すことが出来る。
、−コイルの位置を半径方向にずらせることにより打消
すことが出来る。
■ 定格の磁場強度で高調波磁場を打ち消すことが出来
れば、磁場強度を変化させても高調波磁場の打ら消しの
効果はほとんど変わらず、一様な磁場分布が達成される
。
れば、磁場強度を変化させても高調波磁場の打ら消しの
効果はほとんど変わらず、一様な磁場分布が達成される
。
■ 高調波の割合を、コイルの位置の変化に対してグラ
フ化すれば、その交点から自動的に最適位置が求められ
る。
フ化すれば、その交点から自動的に最適位置が求められ
る。
第1図は、この発明をシェル形2極超電導マグネットに
適用した一実施例を示す断面図である。 第2図は、シェル形2極超電導マグネットを用いた粒子
加速器を示づ断面図である。 第3図は、従来のシェル形2極超電導マグネットを示づ
断面図である。 第4図は、第3図のコイル配置による磁力線図である。 第5図は、第1図の実施例におGjる第1象限のコイル
配置を示す図である。 第6図は、第5図の配置による高調波の変化を示す特性
図である。 第7図は、第1図のコイル配置による磁力線図である。 36.38・・・外径コイル、40.42・・・内径コ
イル、41・・・周方向スペーサ、43・・・半径方向
スペーサ。 (番よ/Jl 1名ン 駈÷ 1’11’1 ÷ 二一 第5゛図 第6図
適用した一実施例を示す断面図である。 第2図は、シェル形2極超電導マグネットを用いた粒子
加速器を示づ断面図である。 第3図は、従来のシェル形2極超電導マグネットを示づ
断面図である。 第4図は、第3図のコイル配置による磁力線図である。 第5図は、第1図の実施例におGjる第1象限のコイル
配置を示す図である。 第6図は、第5図の配置による高調波の変化を示す特性
図である。 第7図は、第1図のコイル配置による磁力線図である。 36.38・・・外径コイル、40.42・・・内径コ
イル、41・・・周方向スペーサ、43・・・半径方向
スペーサ。 (番よ/Jl 1名ン 駈÷ 1’11’1 ÷ 二一 第5゛図 第6図
Claims (1)
- 分割されたコイルの半径方向位置をずらして配置したこ
とを特徴とするシェル形多極超電導マグネット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13979785A JPS621208A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | シエル形多極超電導マグネツト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13979785A JPS621208A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | シエル形多極超電導マグネツト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS621208A true JPS621208A (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=15253646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13979785A Pending JPS621208A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | シエル形多極超電導マグネツト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS621208A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5065497A (en) * | 1989-06-01 | 1991-11-19 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for making a superconducting magnet for particle accelerators |
US5065496A (en) * | 1989-06-01 | 1991-11-19 | Westinghouse Electric Corp. | Process for making a superconducting magnet coil assembly for particle accelerators |
US5072516A (en) * | 1989-06-01 | 1991-12-17 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and process for making a superconducting magnet for particle accelerators |
US5088184A (en) * | 1989-06-01 | 1992-02-18 | Westinghouse Electric Corp. | Process for making a superconducting magnet for particle accelerators |
US5098276A (en) * | 1989-06-01 | 1992-03-24 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for making a superconducting magnet for particle accelerators |
US5240484A (en) * | 1987-07-21 | 1993-08-31 | Southwest Manufacturers & Distributors, Inc. | Antimicrobial vacuum cleaner bag |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP13979785A patent/JPS621208A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5240484A (en) * | 1987-07-21 | 1993-08-31 | Southwest Manufacturers & Distributors, Inc. | Antimicrobial vacuum cleaner bag |
US5065497A (en) * | 1989-06-01 | 1991-11-19 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for making a superconducting magnet for particle accelerators |
US5065496A (en) * | 1989-06-01 | 1991-11-19 | Westinghouse Electric Corp. | Process for making a superconducting magnet coil assembly for particle accelerators |
US5072516A (en) * | 1989-06-01 | 1991-12-17 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and process for making a superconducting magnet for particle accelerators |
US5088184A (en) * | 1989-06-01 | 1992-02-18 | Westinghouse Electric Corp. | Process for making a superconducting magnet for particle accelerators |
US5098276A (en) * | 1989-06-01 | 1992-03-24 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for making a superconducting magnet for particle accelerators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11270831B2 (en) | Three-phase reactor comprising iron-core units and coils | |
US4647887A (en) | Lightweight cladding for magnetic circuits | |
US10748703B2 (en) | Three-phase reactor comprising iron-core units and coils | |
JPH03501076A (ja) | 電磁石およびその製造方法 | |
US5396208A (en) | Magnet system for magnetic resonance imaging | |
US4763072A (en) | Magnetic azimuth detector | |
US2925542A (en) | Deflection and dynamic convergence system for multi-beam cathode ray tubes | |
JPS621208A (ja) | シエル形多極超電導マグネツト | |
JPH0378592B2 (ja) | ||
US5804899A (en) | Miniature magnetic bearing with at least one active axis | |
EP0129308B1 (en) | Electromagnetic force-transducer | |
JPH1061666A (ja) | 縦方向および横方向に能動な磁気軸受 | |
US5706575A (en) | Method of making eddy current-less pole tips for MRI magnets | |
JPH105192A (ja) | 勾配コイル系 | |
US4095202A (en) | Coil for producing a homogeneous magnetic field in a cylindrical space | |
JPH02277203A (ja) | コモンモード用チョークコイル | |
JPS63281410A (ja) | 磁気シ−ルド付電磁石 | |
JPH03147305A (ja) | 磁気シールド付電磁石 | |
Park et al. | Exact magnetic field of a helical wiggler | |
US5208571A (en) | Magnet winding with layer transition compensation | |
US2929053A (en) | Electromagnetic pick-off apparatus | |
JPS621207A (ja) | 均一磁場コイル | |
JPS63292607A (ja) | 傾斜磁場コイル | |
JPH03141619A (ja) | 広領域均一磁場発生用マグネット | |
SU1725411A1 (ru) | Квадрупольна линза |