四极电磁铁的介绍及电匝数设计

【摘要】：

四极电磁铁理想的纯垂直和斜四极场极面形状分别满足双曲面方程，即 xy =  a²/2 或  x²  - y²  =  a2² a由束流包络尺寸所决定，一般取a为束流包络半宽度的 1.5～2 倍，但必须要综合考虑真空管道的尺寸与真空室壁厚来确定合理的尺寸。

    四极电磁铁理想的纯垂直和斜四极场极面形状分别满足双曲面方程，即 xy =  a²/2 或  x²  - y²  =  a2²
    a由束流包络尺寸所决定，一般取a为束流包络半宽度的 1.5～2 倍，但必须要综合考虑真空管道的尺寸与真空室壁厚来确定合理的尺寸。
    四极电磁铁四极磁铁好场区大小取决于极面形状及极宽，理想的极面应为双曲线柱面，但极宽不能无限大，断开线应满足一定条件，通常取极宽 pw  = （l .4 -2 . 0）a。

永逸科技四极电磁铁案例

四极电磁铁极头

      为了使加工及定位方便，在确定极宽的基础上，极面形状设计以保证场质为原则，使四极电磁铁四极磁场梯度在一定区域是线性的，使非线性的多极分量降低到合乎设计要求。
      带电粒子穿过四极磁铁场区时，其受到磁场的作用是积分效应。一般积分场由于受到端部效应影响，将比二维磁场低，就目前分析的情况而言，总的效果使积分场比较平坦。
      为了加工方便，常用的小型四极磁铁极面是采用圆柱面的一部分作为极面形状的。
     四极电磁铁的电匝数设计步骤如下：
    1 励磁安匝数计算:根据安培环路定理可以计算出四极磁铁一个极上所需要的安匝数。
    2 选取导线 导线可取水内冷或自然冷却。大的四极磁铁励磁线圈一般用水内冷，导线尺寸自行设计。通常小型四极磁铁采用自然冷却方式，导线规格根据电工手册按规定标准选取。
    3 选定电流密度
    4 计算线圈尺寸和每极匝数
    5 计算线圈电阻 不同的材料，其电阻率也不一样。
    6 计算电压及功率

文章内容摘自《电磁铁优化设计制作新工艺与电磁兼容屏蔽及性能测量新技术实用手册》作者:王新铭 出版社:北方工业出版社  如有侵权联系删除！谢谢。