[實用新型]一種用于離子源等離子體測試實驗裝置的電磁鐵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820312381.0
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN208113045U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 任秀艷;曾自強;曹進文;吳靈美
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H1/00
• 分類號: H05H1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種用于離子源等離子體測試實驗裝置的電磁鐵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：鐵芯、線圈；其中鐵芯為V型，鐵芯包括磁軛和磁極，磁軛為H型鐵結構，磁軛上下兩邊經(jīng)中線對折，成為V型結構，磁極包括磁極柱和磁極面；其中磁極柱為V型柱結構，磁極面為長圓孔型板；磁極柱頂面與磁軛固定連接，磁極柱底面與磁極面固定連接。采用鐵芯為V型設計，且磁動勢NI≥7000安匝，實現(xiàn)在磁鐵氣隙400mm的情況下，中心磁場值達到500Gs，滿足離子源束流的產(chǎn)生與引出；磁極采用磁極柱和磁極面配合，磁極面為長圓孔型板設計，可使磁場在z方向均勻度達到90％以上的情況下，磁極與磁軛之間的漏磁減小14％。

技術領域

本公開屬于電磁分離器領域，特別涉及一種用于離子源等離子體測試實驗裝置的電磁鐵系統(tǒng)。

背景技術

由于離子源是一個復雜的系統(tǒng)，實驗研究是必不可少的研究手段。在離子源的系統(tǒng)中，等離子體放電是最核心的問題，離子源的束流強度和穩(wěn)定性往往受限于等離子體放電不夠充分和穩(wěn)定。因此，需要建立針對離子源的等離子體測試實驗裝置，優(yōu)化放電方式、放電結構，并研究其中關鍵問題的機理。

等離子體測試實驗裝置主要包括主真空腔體、真空泵組、探測傳動系統(tǒng)、電磁鐵系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)和供電系統(tǒng)。其中電磁鐵系統(tǒng)是等離子體實驗裝置的一個關鍵系統(tǒng)，磁場的一個作用是保證帶電粒子不是沿直線運動，而是沿具有一定的曲率半徑的弧度運動，在離子源出口縫位置，引出縫的縱向曲率半徑為2800mm，這就要求磁鐵的磁力線曲率半徑為2800mm，從而能滿足束的縱向聚焦的要求，所以需要合理的選擇離子源和磁鐵的相對安裝位置，保證弧放電室安裝在曲率半徑為2800mm的磁力線處。磁場的另一個作用是使電子在沿著有一定弧度的軌跡前進的同時，再以此軌跡為中心進行螺旋運動，增加電子的實際運動路程，從而增加電子與其它粒子的碰撞幾率。因此我們需要一個二極磁鐵外加一個磁場，使電子的運動軌跡符合我們的要求。

但是現(xiàn)有實驗設備中的電磁鐵系統(tǒng)，無法滿足磁極大氣隙、高強磁場的要求；同時存在漏磁嚴重，磁場利用率低；在試驗裝置中影響視窗等設備的安裝等缺陷。

實用新型內(nèi)容

(一)實用新型的目的

為解決現(xiàn)有技術的不足，本公開提供了一種用于在極大氣隙、高強磁場環(huán)境下，能顯著提高磁場均勻度和利用率的離子源等離子體測試實驗裝置的電磁鐵系統(tǒng)。

(二)技術方案

為解決上述不足，實現(xiàn)設計效果，采用以下技術方案：

一種用于離子源等離子體測試實驗裝置的電磁鐵系統(tǒng)，包括：鐵芯、線圈，鐵芯為V型結構，鐵芯由磁軛和磁極組成，磁極包括磁極柱和磁極面，磁極面為長圓孔型板，線圈纏繞在磁極柱上。

所述磁軛為H型鐵結構，磁軛上下兩邊經(jīng)中線對折，成為V型結構。

所述磁極柱為V型柱結構，磁極柱固定連接在磁軛上，磁極面連接在磁極柱上。

所述磁軛V型夾角130°～170°。

所述磁極柱V型夾角與磁軛V型夾角相同。

所述磁軛V型夾角150°。

所述磁極成對使用。

所述鐵芯為軟磁性導磁材料。

所述線圈的勵磁總安匝數(shù)NI≥7000安匝。

所述線圈與鐵芯采用環(huán)氧樹脂澆筑，上下繞組串聯(lián)。

(三)有益效果