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CAT-1悬浮偶极场装置悬浮超导环平衡及稳定性分析

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Balance and Stability Analysis of CAT-1 Floating Dipole Field of Superconducting Ring

摘要: 天环一号(CAT-1: China Astro-Torus 1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。本文根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,对悬浮磁体稳定性进行了分析计算,给出了装置悬浮磁体、托举线圈和TSR线圈的总体尺寸、空间位置与布局、电流、重量、特征稳定性能及作用关系等设计参数。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200kg、电流5MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为 3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在Δz < 100 mm、er < 50 mm、α< π/24。

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[V1] 2024-05-01 09:51:17 ChinaXiv:202405.00056V1 下载全文
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