Сверхпроводящий электромагнит
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОР(:ИОМУ СВЙДЕХЕЙЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 06.VI1.1970 (№ 1448850/24-7) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано ЗО,Х1.1971. Бюллетень № 36
Дата опубликования описания 14,II.1972
М. Ь,л. H Olf lу22
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.316.3(088.8) Автор изобретения
Л. 3. Пивень
Заявитель
Институт электродинамики АН Украинской ССР
СВЕРХПРОВОДЯЩИ и ЭЛЕКТРОМАГНИТ вЂ”;О 1 V
2L„ R !
Изобретение относится к области электротехники и криогенной техники.
Известны сверхпроводящие электромагниты, работающие в режиме короткого замыкания или в режиме транспортируемого тока. В ряде электромеханических устройств необходимо изменять величину тока или его направление, например в исполнительных механизмах автоматики, двигателях постоянного тока и т. д. Однако режим короткого замыкания не позволяет сделать этого, а рехким транспортируемого тока потребляет много энергии в связи с большим расходом хладагента (вследствие проникновения тепла через токоподводы).
В предло)кенном сверхпроводящем электромагните используется генератор потока, ток которого управляется внешним сигналом. При этом сохраняются преимущества режима короткого замыкания электромагнита (снижение потерь хладагента) и режима транспортируемого тока (возможность плавного регулирования тока электромагнита), Существует нерегулируемый насос потока (тока), описанный Вебером, в котором энергия подкачивается механическим движением постоянного магнита над шиной, закорачпвающей катушку электромагнита. Магнит возбуждает на поверхности шины поле выше критического. Таким образом, вместе с магпитом по поверхности шины движется и нормальная область сверхпроводника, это вызывает ток в цепи шины и электромагните. Величина возбужденного в сверхпроводящей цепи тока насыщения пропорциональна потоку магштта и числу проносов в секунду (частота).
10 где Ф вЂ” поток мап1ита;
Ф, — поток смещения;
Lp — индуктивность шины;
V — частота циклов;
15 Я вЂ” омическое сопротивление шины, Для обеспечения плавного управления током в предложенном электромапгпте над шиной размещена система тт-фазных тоководов, 20 создающая бегущее поле и подключенная к реверсивному олоку питания, а обмотка управления включена на напряжение пропорциональное разности сигналов управления и сигнала датчика потока.
25 На чертеже изображен предложенный сверх 1роводящпй электромагнит.
Над шиной 1, закорач гвающей катушку 2, находится и-фазная система токов, созда1ощая бегущее поле. Направление его двпже30 ния изменяется реверсивным источником
321794
Предмет изобретения
Составитель И. Ивановская
Текред 3. Тараненко
Корректоры Н Шевченко и И. Шматова
Редактор Е. Кравцова
Заказ 122/10 Изд. Мг 1765 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Чосква, К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 питания, Это изменение происходит при смене сигнала от усилителя 4. На вход усилителя по=тупает сигнал, равный разности между сигналом управления f(t) и сигналом с датчика 5 величины потока. 5
Если до пака 1ки ток в электромагните от" сутствовал, 10 в управляющей обмотке ток .также отсутствует и реверсивный источник питания не подводит энергию к шине, Для установления в электромагните тока нужной 10 величины ко входу цепи управления электромагнита подводят сигнал f(), на входе усилителя 4 появляется сигнал, вызывающий ток в управляющей обмотке, включается реверсивный источник питания. Это приводит к 15 движению по поверхности шины нормальной области, размеры которой пропорциональны гоку в управляющей обмотке. В результате ток в электромагните нарастает до тех пор, пока на входе не появится нуль, т. е. поток 20 электромагнита не станет равным установленному под действием обратной связи.
Подкачка тока в электромагнит осуществляется как и в описанном Вебером насосе, с той существенной разницей, что магнит заменяется бегущим полем и управляющей обмоткой. Бегущее поле создает поток Ф„не нарушающий условия сверхпроводимости в зоне движения бегущего поля и, образующий ток в электромагните. Медленно изменяющее- 30 ся поле управляющей обмотки ЛФ, накладываясь на бегущее поле, создает избыточную величину потока, которая способна нарушить условия сверхпроводимости в некоторой области и в условиях движущегося бегущего 35 поля создать в цепи электромагнита и шины ток, направление которого соответствует направлению бегущего поля.
Если изменяется направление тока в управляющей обмотке, то изменяется и направление движения бегущего поля. Таким образом, на шине поток управляющей обмотки и бегущего поля всегда складываются, При отсутствии тока в управляющей обмотке выкл1очается и реверсивпый источник питания.
Время установления нового значения /(/) зависит от коэффициента усиления усилителя, коэффициента передачи датчика потока и частоты питания и-фазной системы. Выбором достаточно высокого быстродействия процесса слежения за сигналом, управляющим током электромагнита, целиком управляет коэффициент усиления и частота питания. При сохранении уровня сигнала управления к электромагниту не подводится энергия ни со стороны управляющей обмотки (через шину), ни со стороны и-фазной системы, так как при нулевом сигнале на входе усилителя реверсивный источник питания отключен (в электромагните и шине течет постоянный ток).
Сверхпроводящий электромагнит, содержа1ций соленоид и шунтирующую его шину, отличающиася тем, что, с целью обеспечения плавного управления током электромагнита, над шиной расположена система и-фазных тоководов, создающая бегущее поле, подключенная к реверсивному блоку питания, и обмотка управления, включенная на напряжение, пропорциональное разности сигналов управления и датчика потока.
