博士论文-CSNS/RCS注入系统脉冲磁铁的设计与研制
宋金星
学位类别博士
2011
授予单位中国科学院研究生院
授予地点北京
导师裴国玺
关键词CSNS 注入系统 涂抹凸轨磁铁 涡流损耗 脉冲磁铁测磁
学科分类核技术及应用
学位专业核技术及应用
中文摘要中国散裂中子源快循环同步加速器(CSNS/RCS)采用负氢离子剥离的多圈单次注入,注入系统包括四类14块特种磁铁,其中12块为涂抹凸轨磁铁,其作用是束流注入时,在RCS环注入直线节上产生一个可编程控制的局部凸轨,用于RCS环相空间涂抹注入。本论文选取位置空间最为狭小的一块水平涂抹凸轨磁铁作为研制样机。; 注入系统水平涂抹凸轨磁铁为脉冲磁铁,励磁单次时间约为1.6ms,重复频率25Hz,最大励磁电流约为18000A,设计和研制中需要解决四方面技术难题:空间位置狭小,磁铁横向尺寸受到限制;脉冲电流大,铁芯等磁铁组件涡流损耗严重;脉冲洛仑兹力大,线圈周期振动产生位移;线圈冷却、成型结构复杂,绝缘抗辐射性要求高。; 水平涂抹凸轨磁铁样机设计与研制过程,采用计算机辅助的CAD/CAE系统仿真一体化设计流程,本论文内容涵盖注入系统水平涂抹凸轨磁铁样机设计、研制和测试的全过程。重点论述样机设计的物理基础,深入描述如何建立物理模型,综合运用OPERA和ANSYS仿真计算样机的瞬态磁场分布参数、磁铁端板的涡流损耗和温升、脉冲磁场作用下线圈的结构形变量,为样机的研制提供了理论依据;着重分析样机研制过程中遇到的各种问题和解决的办法;具体描述磁铁样机各项实验的测试方法并分析数据结果。实验结果验证了磁铁样机物理设计和理论分析的正确性。水平涂抹凸轨磁铁样机测试的各项指标达到设计要求,顺利通过专家组验收。; 基于虚拟仪器LabVIEW软件平台设计的脉冲磁铁自动化测磁系统,将运动控制和数据获取集成,实现了在空间尺度和时间尺度上自动测量磁场的目标。测磁系统程序的设计和编写为将来同类磁铁测试技术奠定了基础。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209905
专题中国科学院高能物理研究所_加速器中心_学位论文和出站报告
作者单位中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
宋金星. 博士论文-CSNS/RCS注入系统脉冲磁铁的设计与研制[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2011.
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