Modelització magnètica i disseny conceptual d’un ondulador electromagnètic

Abstract

El treball que es presenta té com a principals objectius el disseny magnètic i el disseny conceptual d’un ondulador ferromagnètic helicoïdal. Un ondulador és un tipus de dispositiu d’inserció que es troba a l’anell d’emmagatzematge d’un sincrotró i que corba la trajectòria dels electrons mitjançant camps magnètics periòdics per a obtenir llum de sincrotró amb unes característiques específiques. Aquest ondulador ha de formar part d’una futura línia de llum del Sincrotró ALBA que rebrà el nom de LOREA, LOw-energy ultra-high-REsolution Angular photoemission for complex materials, i que estarà dedicada a experiments en el rang de la llum ultraviolada i els raigs X tous. Primerament, es realitza la modelització magnètica de l’ondulador mitjançant el programa d’anàlisi d’elements finits OPERA-3D i s’estudia la forma del camp magnètic en un període de l’ondulador. A partir d’aquesta informació, es modifica el perfil del pol a conveniència per tal d’homogeneïtzar el camp magnètic i la seva integral. També s’estudien altres aspectes del camp magnètic com la saturació o la relació entre la mida de l’entreferro i el camp. Tot seguit, es desenvolupa un disseny per a les bobines de l’ondulador encarregades de generar el camp magnètic. Es descriu el conductor que s’empra per al bobinat i, també, com es realitzen les connexions entre conductors. S’especifica l’alimentació elèctrica que requereix una bobina i s’estudien les seves necessitats de refrigeració. Per últim, s’utilitza el programa de disseny assistit per ordinador NX per a resoldre alguns aspectes del disseny mecànic conceptual de les bobines. Es proposa un procediment de muntatge de les bobines i s’estudia com els conductors de les bobines es poden extreure de l’ondulador. Després, es fa una representació completa de l’ondulador.