CN103680802B - 一种用于超导波荡器磁体的铁芯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于超导波荡器磁体的铁芯，其包括纵向交叉排列的N+1个第一高导磁片和N个第二高导磁片，所述第一高导磁片和第二高导磁片固定连接在一起以形成柱状结构，其中N为自然数，所述第二高导磁片的外缘尺寸小于所述第一高导磁片的外缘尺寸，以使各所述第二高导磁片的外缘与相邻的两个所述第一高导磁片的端面之间形成一容纳线圈绕组的线槽，且所述第一高导磁片的外缘还设有一凹口。由于第一高导磁片和第二高导磁片可以通过对一块高导磁板材通过磨床一次性加工而成，从而保证了第一高导磁片和第二高导磁片的厚度在机械加工时的一致性，提高了超导波荡器的周期长度精度；同时由于采用了高导磁材料，从而可以提高超导波荡器的磁感应强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于超导波荡器磁体的铁芯。
背景技术
波荡器是一种产生周期磁场的设备，是同步辐射装置和自由电子激光装置中的核心部件。当电子束通过波荡器产生的周期磁场时，辐射出的光子相互叠加，从而得到高亮度的准单色光。
目前，同步辐射光源主要使用的是常温稀土永磁波荡器，其主要局限在于其所能达到的磁感应强度较低。目前正在处于研究阶段的超导波荡器由于可以实现较高的磁感应强度，因而具有较好的应用前景。但是目前还有若干关键技术问题有待解决，其中包括磁感应强度有待提高，超导波荡器的周期长度加工精度有待提高等。
鉴于上述情况，目前需要对超导波荡器磁体的骨架（即铁芯）进行改进，以优化其性能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种用于超导波荡器磁体的铁芯，以克服超导波荡器磁感应强度较小以及周期长度精度较差的缺点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于超导波荡器磁体的铁芯，所述铁芯包括：
纵向交叉排列的N+1个第一高导磁片和N个第二高导磁片，所述第一高导磁片和第二高导磁片固定连接在一起以形成柱状结构，其中，N为自然数，所述第二高导磁片的外缘尺寸小于所述第一高导磁片的外缘尺寸，以使各所述第二高导磁片的外缘与相邻的两个所述第一高导磁片的端面之间形成一容纳线圈绕组的线槽，且所述第一高导磁片的外缘还设有一凹口。
进一步地，所述第一高导磁片和所述第二高导磁片的横截面呈圆角矩形。
优选地，所述第一高导磁片的长度为80～160mm，宽度为40～80mm；所述第二高导磁片的长度为60～140mmmm，宽度为20～40mm。
优选地，所述第一高导磁片和所述第二高导磁片的厚度为2～10mm。
优选地，所述凹口设置在所述第一高导磁片的长度方向上。
前述一种用于超导波荡器磁体的铁芯，所述铁芯还包括纵向穿过全部所述第一高导磁片和第二高导磁片的连接柱以及设置在所述连接柱两端以使所述第一高导磁片和第二高导磁片固定连接的螺母。
进一步地，所述第一高导磁片的所述凹口的底面与所述第二高导磁片的外缘齐平。
优选地，所述第一高导磁片采用电工软铁、钴铁合金或低碳钢材料制成。
优选地，所述第二高导磁片采用电工软铁、钴铁合金或低碳钢材料制成。
进一步地，所述第一高导磁片和所述第二高导磁片采用相同的或不同的高导磁材料制成。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明中的所有第一高导磁片和第二高导磁片可以通过对一块高导磁板材通过磨床一次性加工而成，从而保证了所有第一高导磁片和第二高导磁片的厚度在机械加工时的一致性，提高了超导波荡器的周期长度精度。同时，由于采用了高导磁材料，可以提高超导波荡器的磁感应强度。
附图说明
图1是本发明的一种用于超导波荡器磁体的铁芯的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
如图1所示，本发明，即一种用于超导波荡器磁体的铁芯，包括：
由纵向交叉排列的11个第一高导磁片11（也可称为极片11）和10个第二高导磁片12（也可称为芯片12）固定连接在一起形成的柱状结构1，其中，所述第二高导磁片12的端面尺寸小于所述第一高导磁片11的端面尺寸，从而使各第二高导磁片12的外缘与相邻的两个所述第一高导磁片11的端面之间形成一线槽14，以容纳线圈绕组（未示出）。此外，各第一高导磁片11的外缘还开设有一凹口13，以便于导线在绕线时从一个线槽14走线到下一个线槽14，优选地该凹口13的底面与第二高导磁片12的外缘齐平。
为了使导线在绕线时更紧密地贴合在芯片12表面，并且在弯曲张力和摩擦力共同作用下不易移位，优选地将所述第一高导磁片11和所述第二高导磁片12的横截面设计为呈如图所示的圆角矩形，其中，所述第一高导磁片11的长度可取80～160mm，宽度可取40～80mm，厚度可取2～10mm；所述第二高导磁片12的长度可取60～140mmmm，宽度可取20～40mm，厚度可取2～10mm。另外，为了绕线方便，上述凹口13通常设置在所述第一高导磁片11的长度方向上。
另外，如图所示，极片11和芯片12均设有纵向对齐的穿孔（未示出）以供连接柱2（优选不锈钢柱）穿过，并在连接柱2的两端设有螺母3，以使极片11和芯片12固定连接在一起以形成可用于超导波荡器磁体的铁芯。
在本实施例中，极片11和芯片12采用含30%钴的钴铁合金加工而成，极片11和芯片12的厚度加工精度可以达到1μm，超导波荡器的磁感应强度可以达到1.2T。除了钴铁合金以外，极片11和芯片12还可以采用电工软铁或低碳钢材料制成，而且极片11和芯片12可以采用同种的高磁导材料也可以采用不同的高导磁材料制成。
在本发明中，每两个相邻的线槽14、两个相邻线槽14中间的一个极片11以及两个相邻线槽14外侧两边的各半个厚度的极片11，形成了波荡器磁体的一个周期。由于所有极片11或者芯片12可以通过对一块高导磁板材通过磨床一次性加工而成，因而保证了极片11和芯片12的厚度在机械加工时的一致性，提高了超导波荡器的周期长度精度。同时，由于采用了高导磁材料，从而可以提高超导波荡器的磁感应强度。本发明适用于同步辐射装置和自由电子激光装置。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (7)
1.一种用于超导波荡器磁体的铁芯，其特征在于，所述铁芯包括：
纵向交叉排列的N+1个第一高导磁片和N个第二高导磁片，所述第一高导磁片和第二高导磁片固定连接在一起以形成柱状结构，其中，N为自然数，所述第二高导磁片的外缘尺寸小于所述第一高导磁片的外缘尺寸，以使各所述第二高导磁片的外缘与相邻的两个所述第一高导磁片的端面之间形成一容纳线圈绕组的线槽，且每一第一高导磁片的外缘在长度方向上还设有一凹口，该凹口的底面与所述第二高导磁片的外缘齐平，所述第一高导磁片和第二高导磁片采用一块高导磁板材一体磨床加工而成。
2.根据权利要求1所述的用于超导波荡器磁体的铁芯，其特征在于，所述第一高导磁片和所述第二高导磁片的横截面呈圆角矩形。
3.根据权利要求2所述的用于超导波荡器磁体的铁芯，其特征在于，所述第一高导磁片的长度为80～160mm，宽度为40～80mm；所述第二高导磁片的长度为60～140mm，宽度为20～40mm。
4.根据权利要求3所述的用于超导波荡器磁体的铁芯，其特征在于，所述第一高导磁片和所述第二高导磁片的厚度为2～10mm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于超导波荡器磁体的铁芯，其特征在于，所述铁芯还包括纵向穿过全部所述第一高导磁片和第二高导磁片的连接柱以及设置在所述连接柱两端以使所述第一高导磁片和第二高导磁片固定连接的螺母。
6.根据权利要求1所述的用于超导波荡器磁体的铁芯，其特征在于，所述第一高导磁片采用电工软铁、钴铁合金或低碳钢材料制成。
7.根据权利要求1所述的用于超导波荡器磁体的铁芯，其特征在于，所述第二高导磁片采用电工软铁、钴铁合金或低碳钢材料制成。
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