[实用新型]一种电磁铁磁场波形合成装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及加速器技术领域，特别涉及一种电磁铁磁场波形合成装置。

背景技术

电磁扫描磁铁是粒子加速器常用的元件，它将加速器输出的束流进行扫描。粒子加速器产生的束流有电子束和重粒子束，电子束可用于物品辐照，重粒子束可用于放射医疗等。这些应用往往对扫开的束流均匀度由很高的要求。提高束流扫描均匀度的一个方法就是改善扫描电磁铁的磁场波形，这相应地对电磁铁的励磁电流波形提出了要求。

传统的做法是直接用功率电源产生所需要的电流波形。实践应用对电流波形有特殊要求，例如为获得较好的扫描均匀度，要求的电流波形为正弦波与三角波的叠加。这对功率电源提出了很高的要求，实现难度很大，而且波形的形状调整很困难。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中直接使用功率电源合成电流波形的做法，提供了一种磁场波形调整简单快捷，可以产生各种复杂组合波形的电磁铁磁场波形合成装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种电磁铁磁场波形合成装置，它包括励磁线圈、铁芯、电流源，两个或两个以上的励磁线圈置于同一个铁芯上，励磁线圈分别与不同的电流源连接。

进一步，所述的励磁线圈为两个，其中一个励磁线圈匝数多，另一个励磁线圈匝数少。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用两个或多个励磁线圈缠绕在同一个铁芯上，每个线圈使用不同的电流源供电，每个线圈电磁参数、电流幅值可以独立调整和设计，只需要使用标准的电流就可以产生各种复杂组合波形，打破了传统方法中直接使用功率电源合成波形的做法，合成波形简单，易于调节，操作简便。

附图说明

图1 电磁铁磁场波形合成装置

1 铁芯、2 励磁线圈、3 电流源

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

本实用新型将两个或多个励磁线圈2缠绕在同一个铁芯1上，每个励磁线圈2用不同的电流源3供电，根据实际需要输入不同的标准电流波形。每个线圈电流可以产生与其波形相应的磁场波形，所有产生的磁场叠加在一起，从而形成一个总的复杂的磁场波形。

高功率电子辐照加速器将电子束均匀扫描所需要的理想的励磁电流波形为正弦波和三角波的叠加，因此本实施例中扫描电磁铁的线圈2采用两组，两组励磁线圈2置于同一个铁芯1上，励磁线圈2分别与不同的电流源3连接。如图1所示，其中一组输入标准正弦波，另一组输入标准三角波电流波形。这两个波形的电流产生的磁场叠加在一起，形成所需要的磁场扫描波形。

为了获得标准的正弦电流波形，一般需要较大的电感，与电容形成谐振回路，因此需要扫描磁铁的线圈匝数较多。而标准三角电流波形希望电路中的电感越小越好，以便减小指数波形的衰减时间常数，这就要求线圈的匝数越少越好，如图1所示，一个励磁线圈2的匝数多，另一个励磁线圈2的匝数少，用两个线圈完成两种波形的输入，可以根据上述参数的需求分别予以设计。

本实施例中标准电流波形的产生简单，可以很容易地产生各种复杂组合波形。对于每个线圈2，其电磁参数可以独立调整和设计，非常有利于减小标准波形的产生难度，也会降低线圈2之间的相互影响。对于每个线圈2，其电流幅值可以独立调节，这就相应调整了不同磁场波形之间的比例关系，从而调整了总磁场波形的形状。当电子束的扫描范围不同时，为获得均匀的扫描，所需要的正弦波和三角波的幅值比例就不同。采用两个线圈2输入两种波形，可以很方便地调节这个比例关系，这在加速器调试阶段是非常方便和有利的。

本实用新型除了用于电磁扫描磁铁，还可用于电磁感应加速器，回旋加速器等对磁场波形有特殊要求的场合。

显然，上述的实施例是为了更好的解释本实用新型，而不是对本实用新型权利要求保护范围的限制，如果本领域的技术人员按照本实用新型的构思，使用多个励磁线圈2缠绕在同一铁芯1合成磁场波形的思路，设计不同铁芯1结构或不同线圈2结构，也属于本实用新型请求保护的范围。