CN108847328A - 一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，通过改变每饼线圈接入的匝数，可以改变单饼线圈连接入电源的安匝数，从而改变磁场的分布。每饼线圈都通过绕制后，通过绝缘树脂浇注固定，同时在线圈的正上方开有多出孔槽分别对应每匝线圈用于外接电流引线，电流引线的与线圈的固定采用螺栓固定，同时在不需要连接电流引线的孔槽处，采用绝缘树脂进行封盖。每两饼线圈之间的电流引线采用包裹磁屏蔽材料的金属电流连接件而成，为了方便与改变电流连接件的长度，可根据每两饼线圈连接的位置，增加或减少连接件的长度，因而适应每两饼线圈之间的电流引线的间距变化。本发明可以调节磁场产生的大小，针对性构造实验所需要的磁场分布。
Description
技术领域
本发明涉及空间磁重联约束的技术领域，具体涉及一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置。
背景技术
重联是等离子体中一种基本物理过程，它将储存的磁自由能转化为等离子体动能和热能，同时磁场的拓扑位型也会发生显著改变。空间和实验室等离子体物理中的诸多爆发现象，如太阳耀斑、磁层亚暴和托卡马克装置中的锯齿形振荡，都和磁重联有关。在实验室中，空间磁重联模拟装置是用来研究磁场重联现象的主要设备，而在装置中，磁场发生装置对于将装置内真空舱中等离子流约束与目标区域起着绝对性的作用。随着科学家们对空间磁重联现象研究的深入，在不同磁场约束条件下的研究是成为了科学家们探测性研究的基础条件之一。
发明内容
本发明的目的在于：针对现在复杂的磁场重联实验条件对磁场约束的空间要求，在不改变实验仪器的整体框架的前提下，通过改变连接入电路的线圈匝数从而改变每饼线圈的安匝数从而改变整体实验区域的磁场分布，可为实验提供更多的环境可能性，有利于实验的探测性尝试。
本发明采用的技术方案为：一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，通过改变每饼线圈接入的匝数，可以改变单饼线圈连接入电源的安匝数，从而改变磁场的分布；每饼线圈都通过绕制后，通过绝缘树脂浇注固定，同时在线圈的正上方开有多出孔槽分别对应每匝线圈用于外接电流引线，电流引线的与线圈的固定采用螺栓固定，同时在不需要连接电流引线的孔槽处，采用绝缘树脂进行封盖。
其中，每两饼线圈之间的电流引线采用包裹磁屏蔽材料的金属电流连接件而成，为了方便与改变电流连接件的长度，可根据每两饼线圈连接的位置，增加或减少连接件的长度，因而适应每两饼线圈之间的电流引线的间距变化。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明采用的结构连接设计可以有效的节约成本，其避免了整体线圈的更换，仅需选择性接入即可构造所需的磁场。
(2)本发明所采用的可调节磁场发生装置可以提供更多的磁场位形选择，可更好的提供实验工程环境，研究磁场重联发生现象和机理的研究。
附图说明
图1为本发明一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置示意图；
图2为可调节磁场发生装置中磁体线圈(及装置)的剖面示意图；
图3为可调节磁场发生装置的线圈结构与支撑示意图；
图4为可调节磁场发生装置中磁体线圈上端用于磁体电流引线的接线端子示意图；
图5为可调节磁场发生装置中磁体线圈与磁体电流引线连接结构示意图；
图6为可调节磁场发生装置中磁体电流引线连接延长结构示意图。
图中，1为电流连接引线，2为单饼磁体线圈，3为磁场重联发生装置，4为装置底座，5为连接引线固定支架，6为***环氧树脂浇注，7为电流引线连接部件，7为电流引线连接部件，8为电流引线连接延长部件，9为线圈环氧树脂盖。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，通过改变每饼线圈接入的匝数，可以改变单饼线圈连接入电源的安匝数，从而改变磁场的分布；
其中，每饼线圈都通过绕制后，通过绝缘树脂浇注固定，同时在线圈的正上方开有多出孔槽分别对应每匝线圈用于外接电流引线，电流引线的与线圈的固定采用螺栓固定，同时在不需要连接电流引线的孔槽处，采用绝缘树脂进行封盖。
其中，每两饼线圈之间的电流引线采用包裹磁屏蔽材料的金属电流连接件而成，为了方便与改变电流连接件的长度，可根据每两饼线圈连接的位置，增加或减少连接件的长度，因而适应每两饼线圈之间的电流引线的间距变化。
磁场重联实验中的磁场约束装置，通过在真空舱的周围搭建由多饼线圈排列而成的磁约束线圈而成。每饼磁约束线圈的规格一致，采用同样的材质，同样的绕制方法，具有相同的匝数。
磁场约束线圈采用串联的形式，每饼线圈的正负极连接引线皆位于线圈的顶部，并保证线圈的轴向中心与真空舱的中心位于同一水平线上，最外侧两个线圈的引线与电源控制柜相连接。线圈的下方安装在环氧树脂搭建的平台上，用于保持线圈的稳定性。
每相邻的两饼线圈直接采用电流连接件进行连接，连接件的中端由固定环牵引固定于上方安装的支架用于保障电流连接件的稳定性。电流连接件采用磁屏蔽材料进行包裹，可以有效抑制电流连接线产生的磁场。
每饼线圈绕制后，由环氧树脂浇注固定而成，每匝线圈不相互接触。在线圈的正上方进行开槽并于每匝线圈的上部安装金属连接件，并安装有螺栓，用于固定并连接电流引线的两端。
根据磁场发生强度和位型的需要，选择串联连接进入电路的磁场匝数，并将所在匝数的线圈连接电流引线后连接电流连接件，对于剩余线圈则选择用环氧树脂盖对其进行封盖。
由于线圈串联的电流引线位置的不同，在电流连接件的中部选择拆分的设计，可以用于连接不同长度的延长电流连接件。为了保持连接的效果，在各连接件的表面设计中，金属连接部位的设计保持一定厚度的突起，保证表面的贴合程度，减小接触电阻，这样可以促进两连接表面的电流传输。
本发明通过对磁重联约束的磁场发生装置的设计，改造单饼磁线圈的结构设计，增加用于改变连接入电路的磁线圈匝数的连接结构件，可在整体磁线圈保证同一电流串联的情况下，通过改变每饼线圈的安匝数从而改变整体的磁场分布。
图1为空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，包括电流连接引线1，单饼磁体线圈2，磁场重联发生装置3；电流连接引线1用于将电源控制柜发出的电流转载传输至磁体线圈从而刺激磁场的发生，其采用防磁屏蔽材料包裹的绝缘电缆。
图2为空间磁重联约束的可调节磁场发生装置侧视图，包括电流连接引线1，单饼磁体线圈2，磁场重联发生装置3，装置底座4；磁场重联发生装置3的为一个胶囊型真空舱结构，其底座采用梯形支撑结构作为底座，可以很好的增加受力面同时保证装置整体的稳定性。每饼磁体线圈和装置的真空舱保证圆心在同一水平线上，从而可以在装置的内部提供中心对称的磁场。
图3为磁体线圈连接图，包括电流连接引线1，单饼磁体线圈2，连接引线固定支架5；引线固定的上端可以安装在墙体上面，另一段套环固定电流引线，从而保证电流引线不会因为自身重力原因而下坠。
图4为可调节磁场发生装置中磁体线圈上端用于磁体电流引线的接线端子示意图，包括单饼磁体线圈2，***环氧树脂浇注6，电流引线连接部件7；每饼线圈完全采用环氧树脂磨具浇筑的方式将线圈包裹于环氧树脂材料的内部。同时在环氧树脂包裹结构的上方，开方形槽用于各线圈的电流引线的连接，开槽位置的磁体线圈上固定有电流引线连接部件，其采用螺栓固定的方式。
图5为可调节磁场发生装置中磁体线圈与磁体电流引线连接结构示意图，包括电流连接引线1，单饼磁体线圈2，***环氧树脂浇注6，电流引线连接部件7，电流引线连接延长部件8，线圈环氧树脂盖9。
图6为可调节磁场发生装置中磁体电流引线连接延长结构示意图，包括电流连接引线1，电流引线连接延长部件8。
Claims (2)
1.一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，其特征在于：通过改变每饼线圈接入的匝数，可以改变单饼线圈连接入电源的安匝数，从而改变磁场的分布；每饼线圈都通过绕制后，通过绝缘树脂浇注固定，在实验的过程中，根据实验参数需要，选择每饼线圈需要连接如电路的圈数，在线圈的正上方开有多出孔槽分别对应每匝线圈用于外接电流引线，选择需要连接的圈数后，将电流引线的与线圈的固定采用螺栓固定，同时在不需要连接电流引线的孔槽处，采用绝缘树脂进行封盖。
2.根据权利要求1所述的一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，其特征在于：每两饼线圈之间的电流引线采用包裹磁屏蔽材料的金属电流连接件而成，为了方便与改变电流连接件的长度，可根据每两饼线圈连接的位置，增加或减少连接件的长度，因而适应每两饼线圈之间的电流引线的间距变化。
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