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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J07799/
• 关键词: 高温超伝導; 加速器用マグネット; 遮蔽電流磁界; 交流損失; 遮蔽電流; 有限要素法; 電磁界解析; 加速器

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。

Diode magnetic composition を 発 raw す る メ イ ン コ イ ル の み の occasions に つ い て, magnetic shield current and び exchange losses を review 価 し た. こ の results, マ グ ネ ッ ト all が 発 raw す る magnetic shield current world を computing し た と こ ろ, diode and び hexapole magnetic composition が magnetic industry benchmark precision の を against た し て い な い こ と が confirm さ れ た. Diode magnetic composition の corrected method と し て, electric current numerical を adjustment す る こ と に よ り, magnetic shield current の influence を woven り 込 ん だ で promise on の 発 raw magnetic boundary precision を reached す る こ と が で き る こ と を confirm し た. The hexapole magnetic composition に つ い て は think, yesterday's annual を た, six pole magnetic composition was corrected with コ イ ル を containing め た acceleration is used マ グ ネ ッ ト シ ス テ ム の constitute に よ り corrected が may で あ る か を beg し 検 た. The composition correction of the six-pole magnetic field is carried out by using コ and <s:1> high-temperature super伝 wires で to form する <s:1> とと とと を and そ <s:1> designs を rows った. Diode magnetic composition を 発 raw す る メ イ ン コ イ ル の コ イ ル エ ン ド department に hexapole magnetic community corrections with コ イ ル を configuration し, メ イ ン コ イ ル の 発 born hexapole magnetic community composition を make ち す elimination よ う に hexapole magnetic composition was corrected with コ イ ル を excitation degaussing す る こ と に よ り, six pole magnetic composition was corrected with コ イ ル を containing め た acceleration is used マ グ ネ ッ ト シ ス テ ム の Youdaoplaceholder0 によ correction が may である である とを とを confirm た. Hexapole magnetic composition was corrected with コ イ ル は high temperature super 伝 conductor で constitute さ れ る た め, diode magnetic component を 発 raw す る メ イ ン コ イ ル と with others に, ac losses and び covered current magnetic が 発 raw す る こ と が to think さ れ て い た が, six pole magnetic corrected with コ イ ル に induced さ れ る ac losses and び magnetic shield current world は ignore で き る degree に small さ い こ Youdaoplaceholder0 three-dimensional electromagnetic realm analysis によって Ming ら になった になった. ま た, six pole magnetic corrected with コ イ ル を メ イ ン コ イ ル と group み close わ せ た occasions の メ イ ン コ イ ル に induced within さ れ る magnetic shield current world の variations change も see ら れ な か っ た. こ の results, six pole magnetic community corrections コ イ ル と メ イ ン コ イ ル の combination せ に よ る マ グ ネ ッ ト シ ス テ ム は, very で な magnetic boundary precision requirement magnetic を 発 born may で あ る こ と が three dimensional electromagnetic field analytical に よ り confirm さ れ た.

项目成果

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

• 发表时间: 2017
• 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

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

• 发表时间: 2017
• 作者: Y. Sogabe;N. Amemiya;Z. Jiang;S. C. Wimbush;N. M. Strickland;M. Staines;and N. J. Long
• 通讯作者: and N. J. Long

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

• 发表时间: 2016
• 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

Evaluation of field quality of a cosine theta dipole magnet wound with coated conductors by using a 3D model for numerical electromagnetic field analyses

使用 3D 模型进行数值电磁场分析，评估缠绕有涂层导体的余弦 θ 偶极磁体的场质量

• 发表时间: 2016
• 作者: Y. Sogabe;T. Nakamura;and N. Amemiya
• 通讯作者: and N. Amemiya

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

• 发表时间: 2018
• 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