[发明专利]永磁装置

说明书

本公开涉及一种永磁装置，包括磁发生部和分别设置在磁发生部的两极的第一磁轭和第二磁轭，第一磁轭的末端设置有第一极头，第二磁轭的末端设置有第二极头，第一极头和第二极头相对设置以形成气隙磁场，磁发生部包括：第一永磁体，产生第一磁场，第一永磁体固定在第一磁轭和第二磁轭之间；和第二永磁体，产生第二磁场，第二永磁体可转动地设置在第一磁轭和第二磁轭之间，以使第二永磁体作用在第一磁轭和第二磁轭中的磁通随第二永磁体的转动而变化。设置可转动地第二永磁体，实现气隙磁场的磁场强度在一定范围内的持续可调，满足不同能量的粒子束对撞时对气隙磁场的磁感应强度的不同需求。相较于电磁式的调节方式，降低了使用及维护成本。

技术领域

本公开涉及永磁技术领域，具体地，涉及一种永磁装置。

背景技术

目前，永磁装置应用领域愈加广泛，其主要是由二极磁铁构成，二极磁铁能够提供一个均匀单向的气隙磁场。如在永磁装置应用在正负粒子对撞机中时，气隙磁场对带电粒子所产生的洛伦兹力迫使运动的带电粒子发生偏转，从而达到控制粒子束运行轨迹的目的，以使两束正负粒子精确对撞。而由于对撞机的轨道长达数十公里乃至上百公里，因此每个对撞机需要成千上万个二极磁铁对粒子束的运行轨道进行调控，并实现粒子最终的精准对撞，从而使对撞效率达到最高。

为了实现粒子的精准对撞，这就需要使得成千上万个二极磁铁的气隙磁场场强的均匀性及稳定性一致。然而，每个二极磁铁及其安装组件由于材质、尺寸公差以及各部件之间的连接公差的不同，使得成千上万的二极磁铁的性能不能达到完全相同，这些因素足以造成不同的二极磁铁之间的气隙磁场强度差超过控制粒子轨道所要求的不均匀度，这就使得粒子无法实现精准对撞，对撞效率无法达到最佳。而且，对于不同能量的粒子束，所需的气隙磁场的强度也不同，这就需要一种适应多种能量粒子束的永磁装置。

目前，存在一种使用电磁式二极磁铁通过控制电流大小来调整各个二极磁铁的场强，使得成千上万个二极磁铁的场强一致。但是，每个二极磁铁的功率消耗高达数十千瓦乃至上百千瓦，成千上万个二极磁铁的能耗巨大，而且还需要庞大、复杂的冷却系统，而这些能耗的费用以及系统的维护维修费用使得装置需要高昂的成本。

发明内容

本公开的目的是提供一种永磁装置，以能够调整气隙磁场的场强。

为了实现上述目的，本公开提供一种永磁装置，包括磁发生部和分别设置在所述磁发生部的两极的第一磁轭和第二磁轭，所述第一磁轭的末端设置有第一极头，所述第二磁轭的末端设置有第二极头，所述第一极头和所述第二极头相对设置以形成气隙磁场，所述磁发生部包括：第一永磁体，产生第一磁场，所述第一永磁体固定在所述第一磁轭和所述第二磁轭之间；和第二永磁体，产生第二磁场，所述第二永磁体可转动地设置在所述第一磁轭和所述第二磁轭之间，以使所述第二磁场作用在所述第一磁轭和所述第二磁轭中的磁通随所述第二永磁体的转动而变化。

可选地，所述第一磁轭和所述第二磁轭围成C形结构，所述第一极头和所述第二极头设置在所述C形结构的开口端，所述第二永磁体设置在所述C形结构的边壁，所述第一永磁体设置在所述开口端和所述边壁之间，且所述第一永磁体与所述第二永磁体间隔设置。

可选地，所述永磁装置还包括分别夹持在所述第二永磁体的两极的第三磁轭和第四磁轭，以及用于驱动所述第三磁轭和所述第四磁轭转动的驱动机构。

可选地，所述第三磁轭和所述第四磁轭的背离所述第二永磁体的一侧分别形成为以所述第二永磁体的转动轴为轴线的圆弧柱面，所述第一磁轭和所述第二磁轭分别形成有与所述圆弧柱面形状匹配的圆弧凹面。

可选地，所述驱动机构包括电机、与所述电机输出轴连接的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二齿轮以及同轴安装在所述第二齿轮上的安装轴，所述第三磁轭和所述第四磁轭分别固定在所述安装轴上。

可选地，所述第一永磁体的一个磁极通过第五磁轭与所述第一磁轭连接，另一个磁极通过第六磁轭与所述第二磁轭连接。