Improvement of rotating coil system for magnetic measurement of the new brazilian synchrotron light source Sirius

Abstract

Orientadores: José Antenor Pomilio, Giancarlo TosinDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Desde 1997 o Brasil tem acesso à tecnologia de radiação síncrotron com a inauguração do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), localizado na cidade de Campinas, SP. Batizada de UVX, a fonte de luz síncrotron brasileira foi um marco no desenvolvimento científico e tecnológico do país, permitindo pesquisas nas mais diversas áreas do conhecimento, como nanotecnologia, biotecnologia, fármacos, agricultura, energias alternativas, dentre outros. Em 2009 o LNLS iniciou o projeto e a construção de uma nova fonte de luz síncrotron brasileira. Nomeada Sirius, está sendo desenvolvida para ser uma das mais avançadas do mundo na geração de luz síncroton. O alto desempenho deste tipo de máquina depende fortemente da qualidade dos campos magnéticos criados pelos inúmeros magnetos que compõem a rede magnética, o que exigem uma técnica de caracterização rápida, acurada e precisa. O Grupo de Magnetos, responsável pelo projeto, construção e caracterização dos magnetos tanto da fonte UVX como da nova fonte, utiliza um sistema de medição conhecido como Técnica de Bobina Girante. Devido às especificações do projeto Sirius, foi necessário o aprimoramento da bancada de caracterização, objetivo este consolidado principalmente através da análise minuciosa das principais fontes de erro do sistema. Um modelo numérico desenvolvido para estudar algumas classes de erros da técnica deu suporte para diversas correções na bancada, o que permitiu alcançar níveis de precisão comparáveis com os sistemas de caracterização de outros laboratórios. Paralelamente, foi construída a bancada de um sistema protótipo de medição magnético, nomeado Técnica de Minibobina Girante, apresentando uma série de vantagens em relação às limitações da bancada oficial. Algumas das melhorias realizadas nesta bancada durante o seu desenvolvimento foram baseadas nos resultados advindos do modelo numérico das fontes de errosAbstract: Since 1997 Brazil has access to synchrotron radiation technology with the inauguration of the Brazilian Synchrotron Light Source (LNLS), located in Campinas, Brazil. The source of Brazilian synchrotron light known as UVX was a milestone in scientific and technological development of the country, enabling research in several areas of knowledge such as nanotechnology, biotechnology, pharmaceuticals, agriculture, alternative energy etc. In 2009 LNLS initiated the project and the construction of a new source of Brazilian synchrotron light, named Sirius. It is being developed to be one of the most advanced in the world in the generation of synchrotron light. The high performance of this type of machine depends strongly on the quality of the magnetic fields created by magnets that compose the lattice, which demand a fast, accurate and precise characterization technique. The Magnets Group, responsible for the design, construction and characterization of both the magnetic UVX sources as new sources, uses a measuring system known as Rotating Coil System. Due to the specifications of the Sirius design, an improved characterization bench was necessary. This goal was achieved mainly through a careful analysis of the main sources of error in the system. A numerical model to study some classes of errors in the technique provided support for various fixes in the bench, which allowed us to achieve comparable levels of accuracy along with the characteristics of the systems from other laboratories. At the same time, another bench was built as a prototype system for magnetic measurements known as Small Rotating Coil System, presenting a series of advantages over the constraints of the main bench. Some of the improvements made on this bench during its development were based on the results derived from the numerical model of error sourcesMestradoEnergia EletricaMestre em Engenharia Elétric