高温超伝導マグネットの加速器応用に向けた遮蔽電流に関する研究

高温超导磁体加速器应用屏蔽电流研究

基本信息

批准号：
16J07799
负责人：
曽我部友輔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

二極磁界成分を発生するメインコイルのみの場合について、遮蔽電流磁界及び交流損失を評価した。この結果、マグネット全体が発生する遮蔽電流磁界を計算したところ、二極及び六極磁界成分が磁界精度の基準を満たしていないことが確認された。二極磁界成分の補正方法として、通電電流値を調整することにより、遮蔽電流磁界の影響を織り込んだ上で所望の発生磁界精度を達成することができることを確認した。六極磁界成分については、昨年度着想を得た、六極磁界成分補正用コイルを含めた加速器用マグネットシステムの構成により補正が可能であるかを検討した。六極磁界成分補正用コイルは高温超伝導線で構成することとし、その設計を行った。二極磁界成分を発生するメインコイルのコイルエンド部に六極磁界補正用コイルを配置し、メインコイルの発生六極磁界成分を打ち消すように六極磁界成分補正用コイルを励消磁することにより、六極磁界成分補正用コイルを含めた加速器用マグネットシステムの構成により補正が可能であることを確認した。六極磁界成分補正用コイルは高温超伝導線で構成されるため、二極磁界成分を発生するメインコイルと同様に、交流損失及び遮蔽電流磁界が発生することが予想されていたが、六極磁界補正用コイルに誘導される交流損失及び遮蔽電流磁界は無視できる程度に小さいことが三次元電磁界解析によって明らかになった。また、六極磁界補正用コイルをメインコイルと組み合わせた場合のメインコイル内に誘導される遮蔽電流磁界の変化も見られなかった。この結果、六極磁界補正用コイルとメインコイルの組合せによるマグネットシステムは、十分な磁界精度で要求磁界を発生可能であることが三次元電磁界解析により確認された。

如果仅使用生成双极磁场分量的主线圈，则评估了屏蔽电流磁场和AC损耗。结果，当计算整个磁铁产生的屏蔽电流磁场时，可以证实两极和六极磁场成分不符合磁场准确性的标准。已经证实，作为校正双极磁场组件的方法，可以通过结合屏蔽电流磁场的影响来调整电流供电的值以实现所需的生成磁场精度。关于六极磁场的组件，我们研究了由于加速器磁体系统的结构，是否可以进行校正，该系统的灵感来自于去年发明的六极磁场成分校正线圈。用于校正六极磁场成分的线圈是由高温超导电线构建的，并进行了设计。通过将六极磁场校正线圈放置在产生两极磁场成分的主线圈的线圈端，以及六极磁场成分校正线圈的激发和煽动和煽动磁场，以取消由主线圈产生的六极磁场组件，因此可以证实，由于六个螺旋的竞争均应构成六个螺旋式的均应。由于用于校正六极磁场成分的线圈由高温超导电线制成，因此可以预期，AC损耗和屏蔽电场将产生类似于产生两极磁场成分的主要线圈，但产生了两极的电磁场，但三维电磁场分析表明，ACECTIBLE ERSIPIBLE磁场均能触发磁场诱导的六杆磁场。此外，当将六极磁场校正线圈与主盘子结合使用时，主管内引起的屏蔽电流磁场没有变化。结果，通过三维电磁场分析证实，使用六极磁场校正线圈和主线圈的磁铁系统可以以足够的磁场精度生成所需的磁场。

项目成果

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专利数量（0）

AC loss calculation of a cosine-theta dipole magnet wound with coated conductors considering iron yoke influence

考虑铁轭影响的带涂层导体的余弦-θ偶极磁体的交流损耗计算

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
飯塚麻菜;高橋　智;松本　功;住田　孝之;吉村　昭彦;Y. Sogabe and N. Amemiya;風間惇希・三谷真優・石井僚;Y. Sogabe and N. Amemiya
通讯作者：
Y. Sogabe and N. Amemiya

高温超伝導線材で巻いた回転ガントリー用コサインシータマグネットの遮蔽電流磁界抑制手法の検討

高温超导线绕制旋转龙门架余弦θ磁体屏蔽电流磁场抑制方法研究

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
曽我部友輔;雨宮尚之
通讯作者：
雨宮尚之

加速器用高温超伝導二極マグネットにおける遮蔽電流磁界の通電電流制御及び補正用六極コイルとの組み合わせによる低減

通过电流控制和六极校正线圈组合降低加速器用高温超导双极磁体的屏蔽电流磁场

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tahara M.;Tsuboi H.;Segawa S.;Asashima H.;Iizuka-Koga M.;Hirota T.;Takahashi H.;Kondo Y.;Matsui M.;Matsumoto I.;Sumida T.;曽我部友輔，雨宮尚之
通讯作者：
曽我部友輔，雨宮尚之

Research on ac losses and field qualities of magnets wound with coated conductors by 3D electromagnetic field analyses

通过 3D 电磁场分析研究涂敷导体缠绕磁体的交流损耗和磁场质量

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
曽我部友輔;雨宮尚之;Zhenan Jiang;Stuart C. Wimbush;Nicholas M. Strickland;Mike Staines;Nicholas J. Long;風間惇希;Yusuke Sogabe;Y. Sogabe
通讯作者：
Y. Sogabe

Comparison between AC loss measurements and analyses in coil assemblies with different geometry and conductors

具有不同几何形状和导体的线圈组件的交流损耗测量和分析之间的比较