(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ БЕТАТРОНА(54) BETATRON ELECTROMAGNET
Изобретение относитс к ускорительной технике и может быть использовано при разработке индукцион ных ускорителей с высоким КПД и уменьшенным весом и габаритами. Известен электромагнит бетатрона содержащий магнитопровод и обмотку возбуждени , соединенную с батареей конденсаторов и источником питани l. В результате возбуждени в магни топроводе переменного магнитного по л генерируетс вихрев.ое электричес кое поле, которое обеспечивает уско рение зар женных частиц. Недостатком известного устройства вл етс боль шой вес и габариты электромагнита н совокупности с батареей конденсаторов . Наиболее близким по технической сущности вл етс электромагнит бета трона, содержащий магнитопровод,намагничивающую обмотку-емкость и обмотку возбуждени 2. Намагничивающа : обмотка-емкость выполнена из фольги в виде спирального конденсатора и образует колебательный контур с распределенными пар метрами, емкость в котором обусловлена электрическим взаимодействием между витками, индуктивность- магнитным взаимодействием между витками. . С помощью обмотки возбуждени в намагничивающей обмотке возбуждаютс периодические колебани , которые привод т к образованию переменного магнитного потока в магнитопроводе, за счет чего обеспечиваетс ускорение зар женных частиц. Известное устройство имеет малые габариты и вес, однако отличаетс большими потер ми энергии, которые обусловлены вихревыми токами, возбуждаемыми в фольге обмотки. Цель изобретени - уменьшение потерь энергии. Это достигаетс тем, что намагничивающа обмотка-емкость электромагнита выполнена в виде однослойных многовитковых катушек, разделенных сло ми диэлектрика, причем расположенные с одной стороны магнитопровода соседние однослойные катушки, соединены между собой через выводы, направленные в противогГоложные стороны . На чертеже схематически изображен . электромагнит бетатрона. Устройство состоит из магнитопровода 1, ОДНОСЛОЙНЫХ многовитковыхThe invention relates to accelerator technology and can be used in the development of induction boosters with high efficiency and reduced weight and dimensions. A betatron-containing electromagnet containing a magnetic core and an excitation winding connected to a capacitor bank and a power source l is known. As a result of the excitation of an alternating magnetic field in a magnetic conductor, a vortex electric field is generated, which ensures the acceleration of charged particles. A disadvantage of the known device is the large weight and dimensions of the electromagnet and the combination with the capacitor bank. The closest to the technical essence is a beta throne electromagnet containing a magnetic core, a magnetizing capacitive winding and an excitation winding 2. Magnetizing: a capacitive winding is made of a foil in the form of a spiral capacitor and forms an oscillating circuit with distributed pairs of meters, the capacitance in which is due to electrical interaction between the turns, the inductance is the magnetic interaction between the turns. . By means of an excitation winding in the magnetizing winding, periodic oscillations are excited, which lead to the formation of a variable magnetic flux in the magnetic circuit, thereby accelerating the charged particles. The known device has small dimensions and weight, however, it is characterized by large energy losses, which are caused by eddy currents induced in the winding foil. The purpose of the invention is to reduce energy loss. This is achieved by the fact that the magnetizing winding-capacity of an electromagnet is made in the form of single-layer multi-turn coils separated by dielectric layers, while adjacent single-layer coils located on one side of the magnetic circuit are connected to each other through pins directed to opposite sides. The drawing is schematically depicted. betatron electromagnet. The device consists of a magnetic circuit 1, a single-layer, multi-turn
катушек 2, изолирующих слоев диэлектрика 3 и обмотки 4 возбуждени . Устройство работает следующим образом. При включении возбуждающей обмотки 4 в цепь источника переменного тока, колебательный контур, сото щий из однослойных катушек 2 .и диэлектрика 3 между ними, возбуждаетс , если его эквивалентна частота совпадает с частотой питающей сети, создава в магнитопроводе 1 переменный магнитный поток.coils 2, insulating layers of dielectric 3 and excitation winding 4. The device works as follows. When the exciting winding 4 is turned on in the alternating current source circuit, the oscillating circuit consisting of single-layer coils 2 and dielectric 3 between them is excited if its equivalent frequency coincides with the frequency of the supply network, creating an alternating magnetic flux in the magnetic circuit 1.
Применение обмотки данной конструкции значительно уменьшает амплитуду вихревых токов, что снижает дополнительные потери энергии в ней и приводит к улучшению тепловго режима обмотки и уменьшению потребл емой активной мощности.The use of a winding of this design significantly reduces the amplitude of eddy currents, which reduces additional energy losses in it and leads to an improvement in the thermal winding mode and a reduction in the active power consumed.