В статье рассматривается эффективная процедура оптимизации формы обмотки и ферромагнитного экрана соленоидального магнита, входящего в состав фокусирующей системы для пучка заряженных частиц. Основной целью исследования является формирование однородного магнитного поля в апертуре соленоида. Особенностью рассматриваемой оптимизационной процедуры является ее разбиение на несколько этапов. На первом из них определяется наилучшее распределение плотности тока в обмотке, обеспечивающее максимально возможную протяженность области однородности магнитного поля. На втором этапе формируется практически реализуемая структура обмотки магнита, моделирующая в первом приближении оптимальное распределение плотности тока. На последнем этапе конструкция магнита корректируется с целью минимизации влияния вихревых токов, индуцируемых быстро меняющемся током в обмотке соленоида. Внешний ферромагнитный экран выбран таким образом, что сохранено высокое качество магнитного поля и одновременно существенно снижены потери на вихревые токи.

The article discusses an effective procedure for optimizing the shape of the winding and ferromagnetic shield of a solenoid magnet, which is part of the focusing system for a charged particle beam. The main purpose of the study is the formation of a uniform magnetic field in the aperture of a solenoid. The peculiarity of this optimization procedure is its division into several stages. On the first of them, the best distribution of the current density in the winding is determined, which provides the maximum possible extent of the area of uniformity of the magnetic field. At the second stage, a practically realizable structure of the magnet winding is formed, which simulates the optimal current density distribution in the first approximation. At the last stage, amendments are made, allowing the use of the magnet in the mode of both stationary and rapidly changing current in the winding. The external ferromagnetic shield of the magnet selected ensures good quality of the magnetic field in the aperture and negligible power losses at the same time.

Материаловедение. Энергетика. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Материаловедение. Энергетика. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020 -. Т. 27, № 1, 2021. — 1 файл (7,67 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-298.pdf>.