传导冷却无绝缘高温超导二极磁体的研制

本工作研制了一台中心磁场为1.5237 T的传导冷却型的无绝缘高温超导(HTS)二极磁体,它主要由室温铁芯、高温超导双饼线圈以及低温恒温器等组成。铁芯的极头采用圆柱形结构,极头之间的距离为120 mm。其中,每个线圈匝数为176匝,磁体的运行电流为286 A。线圈冷体由一台GM制冷机进行冷却,运行温度小于20 K。本工作主要介绍高温超导磁体的设计以及所使用高温超导带材的载流性能,并对无绝缘线圈在装入铁芯前和装入铁芯后的充电和放电特性进行了测试研究。通过测试得到了该磁体充电延迟时间常数,并且测试结果表明,在励磁电流为286 A时,中心磁场强度达到了设计要求。

FECR超导离子源磁体六极模拟线圈的Mirror结构设计及测试

为了测试单体六极线圈经过绕制、热处理、环氧浸渍等一系列工艺过程后,电磁性能是否达到设计指标,设计了能够一定程度上模拟六极磁场及其应力分布的Mirror测试结构。由于Mirror结构在室温装配过程中采用Bladder-Key技术对六极线圈施加预应力,为了能够模拟从室温装配到冷却降温的操作流程、验证ANSYS有限元仿真方法与实验结果的一致性,依据六极线圈外形尺寸加工了一个模拟线圈。实验结果表明,铝壳和模拟线圈中心处的应变与ANSYS仿真计算结果基本一致,最大误差均在10%以内,验证了结构设计的合理性和仿真结果的可信性。

无绝缘高温超导线圈的充电研究

基于无绝缘磁体技术,研制了一台高温超导谱仪二极磁铁,它由常温铁芯和高温超导线圈组成。该磁体包含四个双饼线圈,且在高温超导带材之间并绕紫铜带。对其中的无绝缘高温超导线圈的设计进行了描述,在液氮温度下对单个线圈和组装线圈进行了充电特性实验测试研究,并对不同充电电流速率和不同充电电流幅值下线圈的电压特性进行了研究。实验结果展现了明显的充电延迟,获取了无绝缘线圈的充电电压特性。