上海光源超导波荡器磁体5周期模型机的研制

上海光源正在研制一台低温超导波荡器模型机,周期数50,周期长度16mm,磁间隙8mm,目标峰值磁场0.88T。首先研制了一台5周期超导波荡器磁体模型机进行技术可行性研究。磁体绕组采用Nb Ti超导线,骨架加工采用电工纯铁。使用传导冷却的测试装置进行了磁体降温、通电与磁场测量。磁体经过两次失超之后达到设计电流值387A。达到的最大电流为433A。当磁体稳定运行在400A时,测得磁场峰值为0.93T。研究结果表明已有的超导磁体关键技术与工艺能够满足50周期超导波荡器模型机的研制需求。

上海光源超导波荡器模型机失超保护设计

中国科学院上海应用物理研究所正在研制一台50周期的低温超导波荡器模型机用于上海同步辐射光源装置,磁体绕组采用NbTi超导线,周期长度16mm,磁间隙9.5mm,运行电流为400A,目标峰值磁场0.67T。磁体储能为7.2kJ。为了保证模型机安全稳定的运行,采用基于有限元方法的数值模拟,将50周期磁体简化为绕组模型并分析其失超过程,根据实验与分析结果提出失超保护设计方案。将50周期磁体的上下两部分作为两段,每段通过失超探测仪进行监测,并通过并联背靠背的冷二极管进行保护。为了使设计尽可能简化并限制磁体端部电压,没有采用主动加热器与引能电阻。

高温超导波荡器线圈失超特性的有限元模拟研究

本文基于REBCO高温超导材料及无层间绝缘(NI)的线圈技术,使用有限元方法建立了NI-REBCO高温超导波荡器线圈的数值模型,并进行了失超特性研究。主要模拟线圈在液氦温区4.2、25K和液氮温区77K的3种温度,及85%、50%的2种负载率,共计6种工况的失超行为。通过模拟和分析得到分流温度、最小失超体积、最小失超能量、失超传播速度等关键失超参数,并进行了详细讨论。模拟结果表明NI-REBCO的失超传播速度较慢,工作温度越低,失超保护越困难。

一种基于高温超导带材的超导波荡器磁体概念设计

提出了一种新型的可连续绕线的二代高温超导波荡器磁体。波荡器磁体采用"水平跑道型"无绝缘线圈结构,其周期长度为16 mm,绕线带材的宽度为4 mm,厚度为55μm。利用转向器,波荡器磁体的一个绕线槽中的带材可以被引导至相邻的线槽而达到连续绕线的目的。另外,还对此类三周期的波荡器磁体在不同温区,不同带材宽度和不同磁体间隙的条件下的临界电流密度,垂直于带材的磁场和束流中心轴向磁场等参数进行了计算。