Магниты и магнитные системы home
Главная страница

О компании

Продукция

Литература

Ссылки

Сертификаты

Заказ продукции

Kонтактная информация

МС электровакуумных приборов
МС лампы обратной волны
МС лампы бегущей волны
МС магнетрона
МС клистрона
МС гиротрона



Версия для печати









МАГНИТНАЯ СИСТЕМА МИКРОВОЛНОВОГО ГЕНЕРАТОРА НА ОСНОВЕ 24 ГГц 5 кВт ГИРОТРОНА

Использование электромагнитного излучения диапазона миллиметровых длин волн открывает новые возможности в технологии создания перспективных керамических и композиционных материалов. В частности, практический интерес представляет высокотемпературная микроволновая обработка материалов с относительно малыми потерями (спекание ультрадисперсных и наноструктурных керамических материалов, соединение керамических материалов между собой и с металлами, быстрый отжиг полупроводниковых и диэлектрических материалов, создание покрытий различного функционального назначения и т.п.). Для указанных целей необходимы СВЧ генераторы, работающие в непрерывном режиме с выходной мощностью до 30 кВт в диапазоне 15-50 ГГц. Наиболее перспективным типом генератора с указанными параметрами являются гиротроны.

Технологические гиротронные комплексы, созданные в ИПФ РАН на базе 30 ГГц (10 кВт, 15 кВт), 28 ГГц (5кВт, 10кВт, 15 кВт) и 24 ГГц (3кВт, 5кВт, 30 кВт) гиротронов с традиционной магнитой фокусирующей системой, представляющей собой медный соленоид с принудительным охлаждением, позволили уже на первом этапе подтвердить все преимущества микроволновой обработки материалов, обусловленные объемным поглощением СВЧ энергии: значительное сокращение энергозатрат и времени обработки, безинерционность, селективный нагрев материалов и т.п.

Возможности использования соленоида в качестве фокусирующей системы в гиротронах промышленных установок ограничены. Это связано с целым рядом недостатков соленоидов: большими габаритами и весом, необходимостью подключения к источнику питания со стабилизатором тока, обязательной системой охлаждения соленоида. Поэтому использование магнитной системы на постоянных магнитах, лишенной этих недостатков и воспроизводящей такое же распределение магнитной индукции, представляется весьма привлекательным.

По техническому заданию ИПФ РАН для промышленного 24 ГГц гиротрона с плавно регулируемой мощностью в интервале 0.1 - 5 кВт разработана магнитная система (Фото 1), воспроизводящая высокооднородное распределение магнитной индукции как в осевом, так и в азимутальном направлениях и отвечающая жестким требованиям к временной и температурной стабильности.

Магнитная система микроволнового генератора на основе гиротрона

Фото. Магнитная система гиротрона (шифр "Клематис")

1. Краткое описание конструкции.

Магнитная система выполнена на базе секторных магнитов с аксиальной и радиальной текстурами из магнитотвердого спеченного редкоземельного материала марки MAEP30HSs (технические условия ООО «НПК «ММС» ТУ 1984-001-18785310-2003). Габаритные размеры - 300 мм (диаметр) х 572мм (Рис 1). Рабочая область представляет собой сквозное осевое цилиндрическое отверстие диаметром 68 мм. На внешней цилиндрической поверхности системы предусмотрены отверстия для крепления юстировочных устройств, предназначенных для тонкой корректировки магнитных параметров системы (используются только при настройке магнитных параметров и на снимке отсутствуют).
Вес магнитной системы составляет 116 кг при общем весе магнитов 65 кг.


Схема магнитной системы гиротрона с силовыми линиями поля

Рис. 1. Схема магнитной системы гиротрона с силовыми линиями поля


2. Магнитные параметры

2.1 Длина рабочей области с нормируемыми параметрами составляет 260 мм ( Рис 2 ), в том числе длина катодной области - 60 мм (от -120 мм до - 60 мм), однородной области - 120 мм ( ± 60 мм ) и коллекторной области - 80 мм (от + 60 мм до + 140 мм ).
2.2 Величина аксиальной составляющей магнитной индукции (Вz) в центральной плоскости рабочей области ( т. 0 ) составляет 4420 Гс (± 20 Гс)
2.3 Значения Вz(Z) в однородной области линейно нарастают и убывают в направлении от катодной к коллекторной области в соответствии с зависимостью:

Z, mm -60 +50 +60
Bz, Гс 4276 4420 4376

Разброс от указанных значений не превышает ~20 Гс
Распределение аксиальной составляющей магнитной индукции (Вz(Z)) в рабочей области магнитной системы гиротрона

Рис. 2. Распределение аксиальной составляющей магнитной индукции (Вz(Z)) в рабочей области магнитной системы

 

2.5 Разброс радиальной составляющей магнитной индукции Вr (? ) сечениях № 1, 2, 3, 4 не превышает 15% от измеренной в текущем сечении величины. На Рис 3 показаны соответствующие распределения до и после настройки.

Распределение радиальной составляющей магнитной индукции (BR) по азимутальному углу в сечениях № 1, 2, 3 и 4 ( Рис 2) до и после настройки параметров системы.

Рис. 3. Распределение радиальной составляющей магнитной индукции (BR) по азимутальному углу в сечениях № 1, 2, 3 и 4 ( Рис 2) до и после настройки параметров системы.


Кроме перечисленных магнитных параметров в ТЗ строго определены требования к градиентам изменения индукции в катодной и коллекторной областях.

За счет сужения зон реверса поля, однородности продольной составляющей в регулярных областях не хуже 4% и значений поперечной составляющей по всей длине пучков не более 3 мТл - рис.2 - система обеспечивает высокое токопрохождение прибора

На сегодняшний день в серийном производстве находится 18, а в разработке - 8 наименований МФС и МРФС.

Основные технические характеристики МС технологического гиротрона определяются следующими величинами:

Амплитуда магнитного поля в рабочей области

4420 Э (+/-20Э)

Протяженность регулярной части поля при неоднородности Н0 не более 1%

120 мм

Неоднородность радиальной составляющей индукции на расстоянии 3 мм от оси МС в поперечных сечениях с координатами Z = - 120; - 60; 60 и 140 мм не должна превышать
15 % от максимального значения этой составляющей в соответствующем сечении

Свободный внутренний габарит системы

68 мм

Габариты магнитной системы
300 X 560 мм
Вес магнитной системы
120 кг

 


 

 

 

webmaster
  © 2006 Магниты и магнитные системы