Institut für Technische Physik (ITEP)

Spulen- und Magnettechnologie

Im Forschungsthema Spulen- und Magnettechnologie entwickeln wir Konzepte und Technologien zur Herstellung komplexer und spezifischer Spulen für die verschiedenen Anwendungen in der Spektroskopie, Medizintechnik, Hochenergiephysik, der Fusion, der Höchstfeldtechnologie, in Industrieanlagen und in der elektrischen Energietechnik.

Geforscht wird insbesondere in den Aspekten:

 

Spulendesign: Die Anforderungen aus der Anwendung sind optimal mit den Charakteristiken der technischen supraleitenden Drähte in Einklang zu bringen. Das beinhaltet das elektromagnetische Design, das mechanische Design und die geeignete Kühltechnologie an der Windung.

 

Wicklungspräparation: Das definierte Spulendesign muss in einem geeigneten Wicklungssystem realisiert werden. Dazu steht ein Wickel-Technikum mit verschiedenen Wickelmaschinen zur Verfügung. Eine robotische Wickeltechnik ist in der Entwicklung und in der Realiserung. Diese erlaubt auch komplexe 3D-Geometrien, die über einfache Solenoide, Pancake- oder Racetrack-Spulen hinaus gehen.

 

Imprägnierung: Einfache und komplexe 3D-Geometrien der Wicklungen müssen entsprechend der Zielanwendung in ein geeignetes Material eingebettet werden. Dabei sind Aspekte wie Einsatzbedingungen (Temperatur, mechanische und elektrische Spannungen, Wärmeableitung, etc.) zu beachten. Eine Laboranlage mit großem Rezipienten ist im Aufbau.

 

Charakterisierung: Zur Charakterisierung von technischen Supraleitern und Komponenten daraus (z.B. Einsatzspulen) stehen im Magnetlabor verschiedene Kryostate und outsert-Magnete (bis maximal 26 T) zur Verfügung.
Ein
Großkryostat (nutzbarer Durchmesser maximal 1,19 m, maximale Länge 1,8 m) mit Kryokühlung (ca. 10 K bis 300 K) ist im Aufbau.