Main	  Ring	  Magnet	  system	  Mika	  Masuzawa	
Magnet	  design	  &	  Field	  measurements	  	  	  Installa8on	  Survey	  &	  alignment	  	  Power	  supply	  design	  Tes8ng	  Tuning	  Installa8on	  &	  Cabling	  	  K.	  Egawa	  	  H.	  Iinuma	  	  	  T.	  Adachi	  	  M.	  Masuzawa	  	  T.	  Oki	  	  Y.	  Ohsawa	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  T.	  Suenore8ring	  next	  month	  	  	  	  	  	  	  T.	  Kawamoto	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  2	  more	  people	  will	  be	  	  	  	  	  	  re8ring	  next	  year.	  
Keep	  loosing	  people	

2015/2/23	

Re8red	  but	  s8ll	  ac8ve	  	  R.	  Sugahara	  	  K.	  Tsuchiya	  	  N.	  Tokuda	
KEKB	  Review	  2015	

Contents	

2015/2/23	

•Magnet	  installa8on	  •Mainly	  in	  the	  IR	  (Interac8on	  Region)	  •Field	  measurements	  •IR	  magnets	  (conven8onal	  ones)	  •Power	  supplies	  •Preliminary	  test	  results	  •Cabling	  work	  •Alignment	  •Eﬀects	  of	  the	  excava8on/construc8on	  	  •Other	  •Cooling	  water	  system	  •Summary	  KEKB	  Review	  2015	

Magnet	  installa8on	  In	  the	  IR	  (Interac8on	  Region)	  &	  the	  straight	  sec8ons	  IR,	  Right-­‐hand	  side	
KEKB	  magnets	  are	  removed.	

Floor	  extended.	

Phase	  1	  table	  is	  installed.	

IR,	  LeY-­‐hand	  side	
Floor	  is	  leveled.	

Rails	  being	  installed	  for	  the	  movable	  table.	

Movable	  table	  being	  installed.	
Floor	  being	  extended	IR,	  LeY-­‐hand	  side	IR	  magnets	  being	  installed	  on	  the	  table	

IR	  magnets	  being	  installed	  	  on	  the	  ﬂoor.	

“bridge”	  across	  the	  IP	  being	  constructed.	

Around	  the	  IP	Removing	  the	  top	  part	R.	  Sugahara	Dithering	  coils	  (SLAC)	

•The	  coils	  for	  dithering	  were	  designed,	  fabricated,	  ﬁeld	  measured	  and	  shipped	  to	  KEK	  in	  April.	  
•We	  will	  install	  them	  in	  late	  May	  or	  June	  with	  Uli,	  following	  his	  instruc8ons.	  Field	  measurements	
IR	  magnets	  (conven8onal	  type)	

2	  quads	  and	  6	  dipoles	  in	  the	  IR,	  where	  two	  beam	  lines	  converge.	

IR	  Dipoles	  	  (1.5m,	  2.2m	  and	  3.6m)	

IR	  Dipoles	  speciﬁca8ons	  &	  2.2	  m	  results	

Electricalterminalside	

0.02%	

IR	  Dipoles	  	  (1.5	  m	  &	  3.6	  m	  results) 	

0.02%	

0.1%	IR	  Dipoles	  	  (mapping	  in	  the	  beam	  direc8on/eﬀec8ve	  length) 	

It	  does	  not	  exactly	  match	  the	  span	  of	  the	  bolts	  which	  connects	  the	  top	  half	  and	  the	  boeom	  half	  of	  the	  magnets.	  
This	  bumpy	  structure	  is	  NOT	  a	  problem	  as	  it	  is	  small	  and	  in	  the	  Z-­‐
(beam)	  direc8on.	  

Field	  measurement	  data,	  such	  as	  excita8on	  curves	  and	  eﬀec8ve	  lengths	  are	  being	  transferred	  to	  the	  op8cs	  group.	  
Magnet	  database	  	  will	  be	  prepared	  for	  machine	  opera8on.	
K.	  Egawa	IR	  Quadrupoles	  	  (QLC2LE,	  QLC2RE)	
Challenges	  Rela8vely	  (for	  the	  available	  space)	  large	  aperture	  needed	  Total	  width	  must	  be	  less	  than	  440	  mm	  IR	  Quadrupoles	  	  (QLC2LE,	  QLC2RE)	

•IR	  conven8onal	  magnets	  (2	  quads	  and	  6	  dipoles)	  sa8sﬁed	  the	  speciﬁca8ons.	  
•They	  showed	  no	  magne8c	  ﬁeld	  problems,	  though	  did	  show	  some	  non-­‐ﬁeld-­‐related	  problems.	

An	  example	  of	  non-­‐ﬁeld-­‐related	  problems	

QLC2*	  water	  leak	

Bad	  silver	  alloy	  brazing.	  	  A	  hole	  (>	  1	  mm	  in	  length)	  can	  be	  seen.	

Water	  leak	  found	  at	  the	  joint	  of	  the	  lower	  right	  coil	  during	  ﬁeld	  measurement	  of	  No.2	  quadrupole	  magnet	  on	  Apr.	  15,	  2014.	

Magne8c	  coupling	  between	  neighboring	  magnets	
Wigglers:	  3D	  calcula8on	  results	  are	  being	  used	  by	  the	  Op8cs	  group.	  
Magnets	  close	  to	  each	  other:	  We	  plan	  to	  carry	  out	  some	  measurements	  in	  2015.	  

K.	  Egawa,	  H.Iinuma	Power	  supplies	  Preliminary	  test	  results	  Cabling	  work	  N.	  Tokuda,	  T.Adachi,	  T.Sueno,	  T.Oki,	  T.Kawamoto	Power	  supplies	  newly	  fabricated	  or	  to	  be	  fabricated	  for	  Main	  Ring	■ Power	  supplies	  currently	  being	  tested	  Power	  supply	  for	  the	  HER	  dipoles (“B2E”)	  	  being	  tested	  while	  hooked	  up	  to	  the	  actual	  magnets	
Feb.2,	  2015	  •B2E	  magnets	  were	  turned	  on	  for	  the	  ﬁrst	  8me	  with	  the	  new	  PS.	  
•Polarity	  of	  all	  105	  B2E	  magnets	  were	  checked	  at	  50	  A.	  
•The	  current	  was	  ramped	  up	  to	  840	  A	  (Max.	  current)	  successfully.	  
•No	  abnormal	  hea8ng	  was	  observed	  at	  joints,	  connec8ons	  between	  the	  electrical	  terminals	  of	  the	  magnet	  and	  power	  cables.	  
•Some	  problems	  with	  the	  interlock	  system,	  now	  being	  looked	  into.	  
Feb.6,	  2015	  •Ripple	  measurements	  at	  840	  A	  were	  carried	  out.	  
•Stability	  data	  were	  obtained.	

Power	  supply	  for	  the	  HER	  dipoles (“B2E”)	  	  being	  tested	  while	  hooked	  up	  to	  the	  actual	  magnets	

•Measurement	  of	  the	  output	  current	  ripple	  by	  DCCT	  :	  Below	  2	  kHz	  ~	  2.1	  ppm.	  	  From	  2kHz	  to	  ~	  <10	  kHz	  	  Max.	  50	  ppm	  @~7kHz	  Acceptable.	  
•Stability	  (~9	  hour	  opera8on	  on	  Feb.6	  2015)	  test:	  FB	  parameters	  need	  to	  be	  adjusted	  but	  overall	  looks	  like	  we	  can	  achieve	  2ppm/24	  hours.	  
Some	  eﬀects	  of	  RF	  Klystron	  power	  on/oﬀ	  in	  the	  same	  building	  are	  seen	  (	  a	  few	  ppm)	  though	  the	  propaga8on	  path	  needs	  to	  be	  inves8gated.	  Power	  supply	  for	  the	  wigglers 	  	  being	  tested	  while	  hooked	  up	  to	  the	  actual	  magnets	
“Double	  pole”	  wiggler	  in	  the	  OHO	  sec8on	  “BWDORP”	  data	  are	  shown	  as	  an	  example.	  
Ripple	  measurements	  carried	  out	  on	  Jan.	  26,	  2015	  •Measurement	  of	  the	  output	  current	  ripple	  by	  voltage	  (translated	  into	  current	  ripple	  using	  inductance)	  •Frequency	  lower	  than	  2	  kHz:	  	  ~	  0.36	  ppm	  	  •Frequency	  higher	  than	  2	  kHz:	  	  0.32	  ppm	  (0-­‐p)	  at	  70	  kHz	  No	  problem.	  
•Stability	  measurement	  on	  Jan.	  29,	  2015. 	  	  •FB	  parameters	  need	  to	  be	  adjusted	  but	  looks	  promising.	  
5ppm	

Power	  supply	  for	  superconduc8ng	  magnet	  QSC-­‐L	  Test	  results	  with	  dummy	  load	

OK	Ripple	  speciﬁca8on	  For	  frequencies	  lower	  than	  10	  kHz	  1	  ppm	   acceptable	Quench	  protec8on	  Induced	  voltage	  OK	  Time	  constant	  OK	Power	  supply	  for	  superconduc8ng	  magnet	  QSC-­‐L	  Test	  results	  with	  QCS-­‐L	  proto	  type	

Quench	  detec8on	  in	  57	  micro	  seconds!	  
(much	  faster)	  Induced	  voltage	  less	  than	  200V	
Acceptable	  Since	  L	  =	  0.51mH	  (QCSL	  proto	  type)	  while	  0.88	  mH	  for	  the	  actual	  QCS-­‐L.	  
Parameters	  were	  adjusted	  for	  the	  dummy	  load	  when	  these	  data	  were	  obtained.	  	  Parameter	  re-­‐adjustment	  can	  improve	  the	  performance.	

Cabling	  work	  	  (Should	  not	  be	  taken	  too	  lightly;	  	  they	  are	  “heavy”)	

Cabling	  work	  	  (Should	  not	  be	  taken	  too	  lightly;	  	  they	  are	  “heavy”)	
•Most	  of	  the	  cables	  in	  the	  IR	  laid.	  	  	  	  •Some	  are	  already	  connected	  to	  the	  magnets,	  some	  are	  to	  be	  connected.	  
•But	  the	  QCS	  power	  supply	  cable	  rou8ng	  s8ll	  remains	  to	  be	  ﬁnalized.	

Alignment	
Eﬀects	  of	  the	  excava8on/construc8on	  	  Work	  area	  needed	  for	  	  u8lity	  work	  in	  the	  mid-­‐arc	  sec8ons.	

Before	AYer	

Finally	  magnets	  were	  installed	

Magnet	  alignment	

Magnets	  newly	  installed	  in	  the	  tunnel	  were	  aligned	  to	  the	  surrounding	  magnets	  using	  a	  laser	  tracker.	  
The	  newly	  installed	  magnets	  are:	  	  •HER	  quadrupoles	  in	  the	  mid-­‐arc	  sec8ons	  •IR	  magnets	  	  •Tsukuba	  straight	  sec8on	  •Parts	  of	  the	  north	  and	  east	  tunnels.	  
The	  en8re	  ring	  survey	  and	  alignment	  was	  not	  carried	  out	  (see	  next	  slide).	

Magnet	  alignment	
•1st	  round	  alignment	  of	  the	  newly	  installed	  magnets	  has	  been	  done	  •We	  could	  not	  carry	  out	  2nd	  round	  alignment	  last	  year	  because	  •Eﬀect	  of	  the	  construc8on	  of	  new	  facility	  buildings	  along	  the	  tunnel	  was	  large.	  
•Tunnel	  temperature	  was	  not	  stable	  at	  all	  (varied	  more	  than	  10	  degrees)	  Tunnel	  monument	  height	  varia8on	  since	  October	  2013	  surveyed	  with	  Digital	  level	

Units	  are	  millimeters,	  not	  in	  microns!	

Y.	  Ohsawa	It	  happens.	  
We	  will	  smooth	  out	  the	  bumps,	  too.	  
Smoothing	  works	  as	  long	  as	  the	  tunnel	  is	  stable.	

Eﬀect	  of	  the	  new	  BT	  line	  to	  PF-­‐AR	  monitored	  by	  HLS	

Excava8on	  ﬁnished	
Reﬁlling	  of	  the	  soil	  	  completed	

The	  tunnel	  level	  does	  not	  seem	  to	  go	  back	  to	  where	  it	  was	  before	  the	  construc8on.	  

T.	  Kawamoto,	  T.	  Adachi	GPS	  system	
A	  GPS	  network	  system	  was	  installed	  in	  2012,	  aYer	  the	  Great	  East	  Japan	  Earthquake	  struck	  Japan,	  in	  order	  to:	  	  (1)	  connect	  the	  tunnel	  survey	  network	  to	  the	  surface	  network	  ;and,	  	  (2)	  monitor	  long-­‐term	  ground	  and	  building	  mo8on.	  	

•Whether	  the	  GPS	  results	  indicate	  SuperKEKB	  tunnel	  deforma8on	  is	  not	  clear	  at	  this	  point.	  
•More	  thorough	  examina8on	  of	  GPS	  data	  and	  tunnel	  survey	  needed.	  	  •GPS	  data	  were	  very	  stable	  if	  daily	  averages	  were	  taken.	  	  	  •A	  few-­‐millimeter	  change	  in	  distance	  can	  be	  detected	  with	  our	  local	  GPS	  network.	
H.	  Iinuma,	  T.	  Adachi,	  T.	  Kawamoto	Other	Cooling	  water	  system	  Cooling	  water	  problem	Feb.	  10,	  2015	  A	  few	  wiggler	  magnet	  strainers	  got	  clogged	  and	  caused	  a	  water	  ﬂow	  interlock	  while	  the	  wiggler	  PS	  was	  being	  tested.	  

Thanks	  to	  Adachi-­‐san’s	  work	  on	  interlock	Y.	  Ohsawa,	  T.	  Sueno	Summary	
•Magnet	  installa8on	  is	  completed,	  except	  for	  several	  tens	  of	  meters’	  worth	  in	  the	  north	  tunnel.	  
•We	  have	  been	  working	  closely	  with	  the	  vacuum	  group	  on	  vacuum	  pipe	  installa8on.	  
•Til8ng	  sextupole	  magnets	  were	  tested	  in	  the	  tunnel	  and	  calibra8on	  data	  are	  being	  taken.	  
•Field	  measurements	  of	  the	  newly	  fabricated	  magnets	  delivered	  in	  FY	  2013	  were	  carried	  out.	  	  They	  sa8sfy	  the	  speciﬁca8ons.	
•The	  ﬁeld	  measurement	  data	  are	  now	  being	  summarized	  and	  shared	  with	  the	  op8cs	  group.	  	  The	  data	  will	  be	  installed	  in	  the	  database	  for	  the	  machine	  opera8on.	
•Bad	  silver	  alloy	  brazing	  was	  found	  in	  several	  magnets	  fabricated	  by	  the	  same	  company.	  	  They	  caused	  water	  leaks	  and	  a	  delay	  in	  the	  power	  supply	  test.	  	  The	  holes	  were	  ﬁxed	  in	  situ,	  though	  we	  worry	  that	  there	  may	  be	  more.	  
•Power	  supplies	  delivered	  before	  FY2014	  are	  being	  tested	  with	  the	  actual	  magnets	  hooked	  up.	  	  Preliminary	  test	  results	  indicate	  that	  they	  (will)	  meet	  the	  8ght	  speciﬁca8ons.	  	  	Summary	•Interlock	  system	  is	  also	  being	  tested	  and	  some	  modiﬁca8on	  seems	  to	  be	  needed.	  
•Noise	  issues	  will	  be	  looked	  into	  more	  when	  turning	  on	  mul8ple	  power	  supplies.	
•We	  are	  aware	  that	  aeen8on	  should	  be	  paid	  to	  the	  noise	  from/to	  the	  AC	  “environment”.	  
•Most	  of	  the	  cabling	  work	  is	  completed	  though	  connec8on	  work	  of	  the	  power	  cable	  to	  the	  electrical	  terminals	  of	  the	  some	  magnets	  remain.	  	  Polarity	  checks	  of	  all	  the	  magnets	  need	  to	  be	  done,	  along	  with	  many	  other	  things.	  
•Cable	  route	  of	  the	  QCS	  system	  s8ll	  remains	  to	  be	  ﬁnalized.	  
•The	  eﬀects	  of	  the	  construc8on	  of	  the	  new	  facility	  buildings	  along	  the	  ring	  and	  the	  new	  BT	  line	  to	  PF-­‐AR	  are	  clearly	  seen	  in	  the	  tunnel.	  They	  caused	  misalignment	  of	  the	  magnets	  along	  the	  tunnel.	  Re-­‐alignment	  (ﬁnal	  one	  before	  Phase	  1)	  will	  take	  place	  from	  June.	  	  HLS	  system	  is	  a	  powerful	  tool	  for	  monitoring	  the	  ver8cal	  tunnel	  mo8on.	  	  •We	  will	  install	  them	  in	  the	  Tsukuba	  LC	  sec8on	  and	  near	  the	  IP,	  	  where	  alignment	  tolerance	  is	  8ght.	  
•We	  would	  like	  to	  install	  inexpensive	  HLS	  sensors	  (under	  R&D)	  all	  around	  the	  ring	  in	  the	  future	  to	  monitor	  a	  long-­‐term	  tunnel	  sinking.	  Summary	
•A	  few	  wiggler	  magnet	  strainers	  got	  clogged	  and	  caused	  a	  water	  ﬂow	  interlock	  while	  the	  wiggler	  PS	  was	  tested.	  	  We	  are	  currently	  inves8ga8ng	  this	  problem.	  	  	  Hope	  it	  is	  not	  too	  serious…	  FY2015	  •Magnet	  installa8on	  in	  the	  north	  tunnel.	  
•2nd	  round	  survey	  of	  the	  en8re	  tunnel	  (2000	  magnets	  and	  several	  hundreds	  of	  monuments)	  followed	  by	  ﬁnal	  alignment	  of	  the	  magnets.	  
•Full-­‐scale	  start-­‐up	  and	  tuning	  of	  the	  power	  supplies.	  
•Cabling	  checks,	  including	  polarity.	  
•Comple8on	  of	  the	  database.	  
•Water	  ﬂow	  check	  and	  balancing	  among	  2000	  magnets.	  
•…	  •To	  make	  a	  long	  story	  short,	  	  we	  need	  to	  integrate	  all	  this	  and	  complete	  the	  main	  ring	  magnet	  system	  in	  8me.	  
•“Traﬃc	  control”	  (scheduling	  of	  the	  work	  in	  the	  tunnel)	  is	  very	  important.	  
•Alignment	  can	  not	  coexist	  with	  PS	  test,	  PS	  test	  can	  not	  coexist	  with	  water	  ﬂow	  check,	  none	  can	  coexist	  with	  RF	  high	  power	  test	  (if	  in	  the	  same	  area)…,civil	  engineering	  can	  not	  coexist	  with	  survey/alignment…	  Spare	
KEKB/SuperKEK	  cooling	  water	  system	
Strainer	  (Return)	
Strainer	  (Send)	
U8lity	  building	  	Tunnel	Strainer	  at	  the	  inlet	  of	  each	  magnet	  Spare	It	  does	  not	  exactly	  match	  the	  span	  of	  the	  bolts	  which	  connects	  the	  top	  half	  and	  the	  boeom	  half	  of	  the	  magnets.	  
This	  bumpy	  structure	  is	  NOT	  a	  problem	  as	  it	  is	  small	  and	  in	  the	  Z-­‐(beam)	  direc8on.	  

bolts	

K.Egawa