SU1712846A1

SU1712846A1 - Система круговых катушек дл создани однородного магнитного пол

Info

Publication number: SU1712846A1
Application number: SU894768724A
Authority: SU
Inventors: Владислав Александрович Иванов; Павел Андреевич Галайдин; Алексей Иванович Замятин
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к магнитным системам дл создани однородного магнитного пол , используемого, например, в маг- митно<резонансной аппаратуре. Целью изобретени вл етс повышение однородности магнитного пол за счет минимизации членов разложени в р д Тейлора осевой составл ющей, магнитного пол в центре системы с второго по восьмой пор док включительно. Круговые катушки системы дл создани однородного магнитного пол выполнены с одинаковым внутренним радиусом R и злектрически включены последовательно. Длина и толщина поперечного сечени центральной катушки составл ют соответственно 2,682 R и 0.100 R, а боковые катушки имеют длину 0,725 R, толщину поперечного сечени 0,190 R и центры их расположены на рассто нии 1,843 ROT центра системы катушек. 1 ил.,^^v*ё

Description

Изобретение относитс к магнитным системам дл создани однородного магнитного пол , используемого, например, в магнитно-резонансной аппаратуре.

Известна система катушек, состо ща из четырех круговых катушек, расположенных соосно и Симметрично относительно центра системы катушек. Однородность создаваемого магнитного пол обычно оцениваетс первым нескомпенсиррванным членом разложени а р д Тейлора осевой составл ющей функции аксиального магнитного пол в центре системы. В магнитной системе при определенном соотношении токов в катушках могут быть скомпенсированы неоднородности магнитного пол второго и четвертого пор дков.

Известна также система Катушек, состо ща из четырех аналогично расположенных каЧушек, в которых при определенном соотношении параметров могут быть скомпенсированы члены р да Тейлора с второго по шестой пор док и соответствующие им неоднородности магнитного пол . Недостатком зтой системы вл етс избыточное число используемых катушек.

Наиболее близкой к технической сущности к предлагаемой вл етс система Уатушек дл создани статического магнитного пол , состо ща из одной центральной и двух боковых катушек, расположенных соосио и симметрично относительно центральной . При этом центральна катушка в поперечном разрезе имеет отношение толщины к длине около 0,08, а боковые - около 0,5. Отношение средних радиусов центральной и боковых катушек равно 1,3, а отношение ампер-витков катушек равно 0,6.

Выполнение этих условий позвол ет минимизировать члены р да Тейлора с второго по шестой пор док.

Основным недостатком такой системы вл етс недостаточна однородность создаваемого магнитного пол , так как члены разложени в р д Тейлора осевой составл ющей магнитного пол восьмого м более высоких пор дков оказываютс неминиммзированными и внос т неоднородность в магнитное поле. Кроме того, катушки указанной системы имеют неодинаковые внутренние радиусы и токи, что ухудшает технико-экономические показатели системы .

Цель изобретени - повышение однородности магнитного пол системы катушкм за счет минимизации членов разложени в р д Тейлора с второго по восьмой пор док с одновременным улучшением технико-экономических показателей.

Указанна цель достигаетс тем, что в системе круговых катушек дл создани однородного магнитного пол , состо щей из центральной катушки и двух боковых, расположенных соосно и симметрично относительно центральной, катушки имеют одинаковый внутренний радиус, намотаны в одну сторону м злектрически соединены последовательно, а другие мх размеры определ ютс решением системы из четырех неравенств Нпс в, где Нпс - коэффициент р да Тейлора о-го пор дка дл осевой составл ющей магнитного пол системы катушек , , 4, б, 8; - заданна точность.

Таким услови м удовлетвор ет система катушек с внутренним радиусом, обозначенным R, в которой длина и толщина поперечного сечени центральной катушки составл ют соотэетственно 2,682 R и 0,100 R, а боковые катушки имеют длину 0,725 R, толщину поперечного сечени 0,190 R и центры их расположены на рассто нии 1,843 R от центра системы катушек.

Магнитна система имеет п ть параметров , а именно: толщина (а-1) R и длина (2 уЗ) R центральной катушки, толщина (а-1) R и длина з-Д) R боковых катушек и полна дл на системы (2 Д}) R. Выбира один из них, например а, в качестве независимого параметра и решив систему из четырех уравнений, левые части которых выражени дл коэффициентов р да Тейлора второго, четвертого, шестого и восьмого пор дков, легко определить значени остальных четырех параметров.

На чертеже изображена система круговых катушек, поперечный разрез.

Система состоит из центральной катушки 1 и двух боковых катушек 2 и 3, установленных с возможностью перемещени относительно основани 4. Катушки 1-3 намотаны медным изолированным проводом пр моугольного сечени . Направление намотки у всех катушек одинаковое. Основание 4 выполнено из немагнитного материала, например, сплава AM Ц, и обеспечивает достаточную жесткость всей системы . Катушка 1 закреплена на основании 4 жестко, а катушки 2 и 3 имеют возможность перемещени относительно центральной в пределах 10 мм, что необходимо дл регулироаани их положени . Последовательное соединение катушек обеспечивает одинаковую величину проход щего по ним тока.

Дл системы из трех катушек, имеющей следующие параметры: ai параметры

центральной катушки: «2 , /62 и Дз параметры боковой катушки, справедливы соотношени дл коэффициентов р да Тейлора п-го пор дка

(ai,/3i)+Hn{ оа.Д$)-Нп(а2Д2).

Минимизаци членов р да с второго по восьмой пор док может быть достигнута решением системы из четырех неравенств

Нпс . где п 2, 4, 6, 8, е - заданна точность . В результате решени получены следующие значени параметров катушек: дл центральной катушки - cti 1,100, ,34l: дл боковых катушек - ей 1,190,/32 1,480,

,205.

Использование системы катушек, у которой скомпенсированы члены разложени в р д Тейлора осевой составл ющей магнитного пол с второго по восьмой пор док,

позвол ет расширить область однородного , магнитного пол .

В таблице приведены дл сравнени расчетные параметры прототипа и предлагаемой системы катушек.

Выполнение конструктивных параметров а ,/S, R при изготовлении системы катушек должно быть достаточно точным. Так, например, ихизменение на 0,1% приводит к уменьшению области однородного магнитного пол на 80,71 и 45% соответственно .

При примерно равных габаритах и массе , одинаковых внутренних радиусах и индукции магнитного пол известных систем

расширена область однородности магнитного пол предлагаемой системы на 4%. Кроме того, за счет более рационального расположени центральной катушки мощность , потребл ема предлагаемой системой , примерно на 40% ниже, чем у прототипа .

Claims

Формула изобретени Система круговых катушек дл создани однородного магнитного пол , включающа центральную катушку и две боковые катушки, расположенные соосно и cиммetрично относительно центральной, о т ли ч аю щ а с тем, что, с целью повышени однородности магнитного пол за счет минимизации членов разложени в р д Тейлора осевой составл ющеймагнитного пол в центре системы с второго по восьмой пор док включительно, катушки выполнены с одинаковым внутренним радиусом R, электрически включены последовательно, длина центральной катушки составл ет 2,682 R. толщина поперечного сечени -OJ R, длина каждой боковой катушки составл ет 0,725 R, толщина поперечного сечени 0,190 R, а центры их расположены на рассто нии 1,843 R от центра системы катушек.