초록 ▼

본 발명은 저온 초전도 자석 설계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 최소한의 선재량으로 여러 가지의 제한조건들을 만족하는 초전도 자석을 제작할 수 있도록 하는 저온 초전도 자석 설계 장치 및 그 알고리즘에 관한 것이다.본 발명에 따르는 저온 초전도 자석 설계 장치(100)는, 설계 대상 저온 초전도 자석의 코일관계변수, 제한조건 및 선재관계변수를 포함하는 선재정보를 저장하는 설계정보저장부(101); 상기 코일관계변수로부터 코일 개수를 결정하는 코일 개수 결정부(110); 임의로 선정된 상기 코일관계변수와 선재관계변수들의 조합으로

본 발명은 저온 초전도 자석 설계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 최소한의 선재량으로 여러 가지의 제한조건들을 만족하는 초전도 자석을 제작할 수 있도록 하는 저온 초전도 자석 설계 장치 및 그 알고리즘에 관한 것이다.본 발명에 따르는 저온 초전도 자석 설계 장치(100)는, 설계 대상 저온 초전도 자석의 코일관계변수, 제한조건 및 선재관계변수를 포함하는 선재정보를 저장하는 설계정보저장부(101); 상기 코일관계변수로부터 코일 개수를 결정하는 코일 개수 결정부(110); 임의로 선정된 상기 코일관계변수와 선재관계변수들의 조합으로 구성되는 설계 대상 저온 초전도 자석의 해집합을 생성하는 해집합 결정부(120); 상기 해집합의 각각의 해에 대하여 제한 조건의 만족 여부를 판단하는 제한조건 만족 판단부(130); 상기 제한조건 만족 판단부(130)에 의해 제한 조건을 만족하는 각각의 해들에 대하여 소요되는 선재의 길이를 계산하는 선재길이계산부(140); 상기 선재의 길이를 최소로 하는 해를 최상위가 되도록 해들의 순위를 결정하는 해 순위 결정부(150); 및 상기 해 순위 결정부(150)에서 도출된 최상위 해를 설계변수의 해로 결정하는 설계변수해 결정부(180);를 더 포함하여 구성된다.

대표청구항 ▼

설계 대상 저온 초전도 자석의 코일관계변수, 제한조건 및 선재관계변수를 포함하는 선재정보를 저장하는 설계정보저장부(101);상기 코일관계변수로부터 코일 개수를 결정하는 코일 개수 결정부(110);임의로 선정된 상기 코일관계변수와 선재관계변수들의 조합으로 구성되는 설계 대상 저온 초전도 자석의 해집합을 생성하는 해집합 결정부(120);상기 해집합의 각각의 해에 대하여 제한 조건의 만족 여부를 판단하는 제한조건 만족 판단부(130);상기 제한조건 만족 판단부는 상기 해집합의 해들 중 제한 조건을 만족하지 않는 해들은 제거하며 저장된 선

설계 대상 저온 초전도 자석의 코일관계변수, 제한조건 및 선재관계변수를 포함하는 선재정보를 저장하는 설계정보저장부(101);상기 코일관계변수로부터 코일 개수를 결정하는 코일 개수 결정부(110);임의로 선정된 상기 코일관계변수와 선재관계변수들의 조합으로 구성되는 설계 대상 저온 초전도 자석의 해집합을 생성하는 해집합 결정부(120);상기 해집합의 각각의 해에 대하여 제한 조건의 만족 여부를 판단하는 제한조건 만족 판단부(130);상기 제한조건 만족 판단부는 상기 해집합의 해들 중 제한 조건을 만족하지 않는 해들은 제거하며 저장된 선재정보를 각각 적용하는 것에 의해 저온 초전도 자석 설계 조건의 업체별 선재 정보가 자동으로 도출되며, 저온 초전도 자석에서 중심자기장(B0)은(여기서, Bz: Z 좌표 위치의 자기장 세기, r: 자기 중심점에서의 거리, θ: 수직방향(Z) 각도, : 방위각, n: 정수 (1~무한대), : 르장드르 연관 함수, 는 에 의해 도출되며, 설계 대상 저온 초전도 자석에 요구되는 특정 값 이상(또는 초과)일 것을 제한 조건으로 갖는다.)그리고 자기장의 균일도는,(여기서, Bmax:최대 자기장, Bmin: 최소자기장, Bcenter: 중심자기장)에 의해 도출되고, 설계 대상 저온 초전도 자석에 요구되는 특정 값 이하(또는 미만)일 것을 제한 조건으로 갖는다.)기계적 스트레스 제한 조건의 만족 판단을 위한 기계적 스트레스는, (여기서, u: 변위(displacement), v: 포아송 비(poisson ration), Y: 영율(Young's modulus), J: 전류밀도(current density))에 의해 도출되고, 설계 대상 저온 초전도 자석에 요구되는 특정 값 이하(또는 미만)일 제한 조건으로 갖는다.)상기 제한조건 만족 판단부(130)에 의해 제한 조건을 만족하는 각각의 해들에 대하여 소요되는 선재의 길이를 계산하는 선재길이계산부(140);상기 선재길이계산부는 보빈에 다층으로 권선되는 초전도 선재의 단면에 각각 가로 i, 세로 j의 인덱스를 부여하고, 자기 중심점으로부터의 R방향 거리를 r이라 하면, 설계 대상 저온 초전도 자석의 제작을 위해 소요되는 선재의 전체 길이는, 의해 계산되고,. (여기서, 반지름 r11 인 (1,1) 번째 턴의 권선길이는 2* π*r11,반지름 r12 인 (1,2) 번째 턴의 권선길이는 2* π*r12, …..반지름 rij 인 (i,j) 번째 턴의 권선길이는 2* π*rij,모든 턴에 대해 권선길이를 구한 후 , 다 더하면 전체 턴 길이가 계산됨)상기 선재의 길이를 최소로 하는 해를 최상위가 되도록 해들의 순위를 결정하는 해 순위 결정부(150); 상기 해 순위 결정부(150)에서 도출된 최상위 해를 설계변수의 해로 결정하는 설계변수해 결정부(180);코일관계변수는,보빈외경과 코일들 간의 거리, 코일들 사이의 간격, 코일의 R(초전도 자석의 원주 방향) 및 Z 방향(초전도 자석 높이 방향) 턴 수를 포함하여 구성되는 저온 초전도 자석 설계 장치.