Способ магнитного подвешивания сверхпроводникового витка

Способ магнитного подвешивания сверхпроводникового витка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области науки и техники , где используется магнитное подвешивание тел (магнитная левитация). Цель изобретения повысить перегрузочную способность подвески (т.е повысить отношение максимальной удерживающей Магнитной силы к весу подвешенного тела). Для этого, зафиксировав сверхпроводииковыи виток в постоянном магнитном поле источника попя, вводят в это поле teno из магнитомягкого материала, так что оно увеличивает магнитный пбток через виток. После перевода витка в сверхпроводящее состояние убирают это тело и расфиксируют виток. Поскольку замороженный в витке магнитный лоток при таком способе больше, чем в способе без введения ферромагнитного тела перегрузочная способность при этом увеличиваётса 2 ил.

(i9) SU <1Ц

39 24 (5Ц 5 H61L

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3973571/25 (22) 04.11.85 (46) 15.12.93 Бюл. Nc 45-46 (71) Институт кибернетики им.ВМ.Глушкова; Кременчугский филиал Харьковского политехнического института им.В.ИЛенина (72) Зиновьев АС.; Кашкан ВИ; Козорез В.В.; Козорез ГА.; Ляшенко А.М.. Ляшенко ЭЛ.; Ляшенко В.И;

Маслов В.Е; Хабло Г.П.

{54) СПОСОБ МАГНИТНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ

СВЕРХПРОВОДНИКОВОГО ВИТКА (57) Изобретение относится к области науки и техники, где используется магнитное подвешивание тел (магнитная левитация). Цепь изобретения— повысить перегрузочную способность подвески (т.е. повысить отношение максимальной удерживающей магнитной сипы к весу подвешенного тела). Для этого, зафиксировав сверхпроводниковый виток в постоянном магнитном поле источника попа, вводят в это поле тело из магнитомягкого материала, так что оно увеличивает магнитный пбток через виток

После перевода витка в сверхпроводящее состояние убирают это тело и расфиксируют виток Поскольку замороженный в витке магнитный поток при таком способе больше, чем в способе без введения ферромагнитного тела, перегрузочная способность при этом увеличивается. 2 ил.

1340519

Изобретение относится к навигацион ному и гравиметрическому приборостроению, энергетике, транспорту и другим областям. Оно предназначено для создания неконтактного магнитного подвешивания тела (магнитной левитации) на основе использования эффекта Магнитная потенциал ьная яма". Суть эффекта состоит в том, что магнитное притяжение при сближении постоянного магнита и сверхпроводящего витка с током не увеличивается, как это должно быть по известным представлениям о магнитной силе двух магнитов, а уменьшается, исчезает и затем превращается в магнитное отталкивание.

Цель изобретения — повысить перегрузочную способность подвески (отношение максимальной удерживающей магнитной силы к.весу подвешенного тела).

На фиг.1 представлено устройство на основе предлагаемого способа; на фиг,2— графические зависимости магнитных сил от вертикального зазора, Устройство содержит постоянный маг- . нит 1, сверхпроводниковый виток 2, подставки 3, тело 4 из магнитомягкого материала, фиксатор 5 витка, криостат 6, жидкий гелий 7, Р1 — сила магнитного взаимодействия магнита 1 и витка 2 в отсутствие тела 4, Р— сила магнитного взаимодействия магнита 1 и витка 2 при наличии тела 4 в зоне поля. магнита 1, G — вес витка 2, .д— ьертикальный зазор.

Способ, рсализующий магнитное подвешивание витка 2 в поле магнита 1, осуществляется следующим образом.

Вначале под магнитом 1 размещают виток 2 и фиксируют его на подложке 3 фиксатором 5. Затем в зону поля магнита 1 вводят тело 4, которое занимает положение под витком 2 и притягивается к магниту 1, прижимаясь к верхней плоскости прорези в подложке 3. (Одновременная фиксация витка 2 и тела 4 или с временным приоритетом витка 2 или тела 4 показана на фиг.là). После этого виток 2 переводят сверхпроводящее-состояние, опуская систему-магнит 1, виток 2„подставка 3 с телом 4 и фиксатор 5, в криостат 6 с жидким гелием 7 (фиг,1б), При этом сохраняется неизменным зазор до между магнитом 1 и витком 2, Возможны и другие варианты перевода витка 2 в сверхпроводящее состояние-(например, путем заливки гелием тороидального криосгата. внутри которого находится виток 2). После перевода витка 2 в сверхпроводя цее состояние отводят тело 4 из зоны поля магнита 1 (фиг. 1в). Последняя операция — расфиксация витка 2 (фиг. 1 ) После этой операции виток 2 всплывает, поднимаясь к магниту 1, и находится в свободном состоянии устойчивого равновесия HB 333(2p0 д2. Всплывание витка 2 объявляется следующим образом. В результате перевода витка 2 в сверхпроводящее состояние в нем замораживается часть силовых линий магнитного поля магнита 1 (свойством постоянства или замороженности числа силовых линий обладает любой замкнутый виток с нулевыу активным сопротивлением). Число замороженных силовых линий на основе закона электромагнитной индукции не должно изменяться. Поэтому при увеличении д, попадая в зону более . слабого магнита 1, в витке проходит ток для увеличения недостающего числа силовых линий, Этот ток, взаимодействуя с магнитом 1, приводит к магнитному притяжению витка 2 к магниту

1. При уменьшении зазора д, где более . сильное. магнитное поле, в витке проходит ток обратного, направления для компенсирования лишних силовых линий, а обусловленная этим током магнитная сила между витком 2 и магнитом 1 имеет ха.рактер отталкивания. Поэтому характер магнитной силы между"витком, 2 и магнитом 1 имеет

Ф, вид, покаэайный а рис.2 кривой Р i. (слева от силы Р)макс). Наличие тела 4 под витком 2 увеличивает число силовых линий, и рониэывающих плоскость витка 2. Поэтому величина замороженного магнитного потока витка 2, а значит и магнитной. силы, при наличии тела 4 будет большем, чем в отсутствии тела

4, Вместе с тем характер зависимости магнитной силы сохранится, поэтому график магнитной силы между магнитом 1 и витком

2 при наличии тела 4 будет иметь вид, показанный на рис,2 кривой Рг, При этом максимальная магнитная сила Р2 «будет больше силы Р1;„,„с. При наличии тела 4 на зазоре до магнитное напряжение витка 2 к магниту 1 больше веса G на величину Л Р.

Г1оэтому виток 2 при сдвинутом вправо фиксаторе 5 поднимается вверх и занимает положение с зазором c4 в. котором сила Рр уравновесит силу веса G, Положение магнитно -взвешенного витка 2 устойчива. Устойчивость по вертикали обязана эффекту " Магнитная потенциальная яма" (сила притяжения аналогична силе обычной растянутой пружины). Боковая устойчивость обязана притягивающему характеру магнитной силы. Устойчивость по углу поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости чертежа, обусловлена свойством ориентации витка с током по магнитному полю внешнего источника. Гаким образом, 1340519 способность устройства магнитной подвески на фиг.1.

Так как максимальная магнитная сила

Р2Маа больше силы Р1макс, перегрузочная способность магнитной подвески при нали- 5 чии операций предлагаемого способа больше перегрузочной способности известного способа. Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что уровень поля в витке при наличии тела иэ магнитомягкого 10

Формула изобретения

СПОСОБ МАГНИТНОГО ПОДВЕШИ- 1

ВАНИЯ СВЕРХПРОВОДНИКОВОГО ВИТКА в поле источника постоянного магнитного поля, включающий размещение витка в зоне магнитного поля источника в положении, когда плоскость витка 20 перпендикулярна направлению поля источника, и перевод витка в сверхпроводяматериала может быть увеличен в 3-7 раэ.

Так как магнитные силы пропорциональны квадрату напряженности магнитного пола, указанное увеличение поля приведет к увеличению магнитной силы и перегрузочной способности в 10-50 раэ. (56) Козореэ В.В. Динамические системы магнито- взаимодейстующих свободных тел. Киев . Наукова думка,1981. с.133136, l40 . щее состояние, отличающийся тем, что. с целью увеличения перегрузочной способности подвески, до перевода витка в сверхпроводящее состояние фиксируют виток, затем в зону магнитного поля источника вводят и фиксируют тело из магнитомягкого материала, после перевода витка в сверхпроводящее состояние расфиксируют и отводят тело из магнитомягкого материала из зоны магнитного поля источника, затем расфиксируют виток, 1340519

Составитель А, Ваганов

Техред M,Ìîðãåíòàë. Редактор Т. Куркова

Корректор М.Максимишинец

Заказ 3350

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарина, 101