一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法技术方案

本发明专利技术公开一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法，方法包括以下步骤：S1：组建动态场冷过程及测试装置并进行测试前的准备；S2：将高温超导体固定在低温杜瓦底部，调节测试装置，使得圆环形永磁轨道正对于低温杜瓦；S3：调节低温杜瓦的初始高度，并旋转圆环形永磁轨道；S4：制冷低温杜瓦，模拟低温杜瓦在动态中场冷；S5：高温超导体完全场冷后，调节低温杜瓦的高度至工作高度，三轴力传感器采集数据实时反馈到信息采集系统，并对信息采集系统采集的数据处理。本发明专利技术提供一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法，可准确测量高温超导磁浮系统动态场冷过程及其性能，为高温超导磁浮系统的动态性能研究提供测试方法。浮系统的动态性能研究提供测试方法。浮系统的动态性能研究提供测试方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法


[0001]本专利技术属于高温超导磁浮系统及动态过程应用领域，特别涉及一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法。
[0002]
技术介绍

[0003]高温超导磁浮系统具有自稳定的悬浮、导向能力，具有结构简单、无需电力维持、节能、环保等优点。在地面超高速交通运输、电磁发射等领域具有广阔的应用前景。
[0004]如图4所示，目前，高温超导磁浮系统的场冷过程基本上都是准静态过程，对高温超导磁浮系统测试大多数都是在准静态场冷后进行测量的，也有一部分是静态场冷后再进行的动态测量，但是都没有涉及到低温杜瓦与永磁轨道发生相对运动时的场冷过程。
[0005]为了研究高温超导磁浮系统在不同场冷速度下，以及不同高度下对高温超导磁浮系统的导向力以及悬浮力的影响，本专利技术提供了一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法，基于高速旋转机构，在对高温超导体制冷之前，开启高速旋转机构，使环形永磁轨道与低温杜瓦实现高速相对运动，然后在此期间，对高温超导体进行制冷，从而间接模拟低温杜瓦在高速动态时对高温超导体进行场冷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的为了有效的解决在不同速度、不同高度下高温超导体（YBCO）场冷的问题，能够有效的测试动态速度对悬浮力大小的影响，进而扩展了高温超导磁浮系统的动态性能评价指标及测量方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1：组建动态场冷过程及测试装置并进行测试前的准备；S2：将高温超导体固定在低温杜瓦底部，调节测试装置，使得圆环形的永磁轨道正对于低温杜瓦；S3：调节低温杜瓦的初始高度，并旋转圆环形的永磁轨道；S4：制冷低温杜瓦，模拟低温杜瓦在动态中场冷；S5：高温超导体完全场冷后，调节低温杜瓦的高度至工作高度，三轴力传感器采集数据实时反馈到信息采集系统，并对信息采集系统采集的数据处理；其中，所述的测试装置包括旋转滑台模组、垂直滑台模组、三轴力传感器、低温杜瓦、永磁轨道和底座构成；在底座上设置旋转滑台模组，旋转滑台模组上固定永磁轨道，旋转滑台模组的旋转电机驱动永磁轨道旋转，永磁轨道上方设置低温杜瓦，低温杜瓦底部设置高温超导体，所述三轴力传感器与垂直滑台模组连接。
[0008]进一步的，所述S1包括如下步骤：
S101：永磁轨道上方一定间隙放置低温杜瓦，永磁轨道底部固定在永磁轨道基底上，永磁轨道和永磁轨道基底整体固定在旋转滑台模组上；S102：将三轴力传感器的一端通过“π”型连接件连接低温杜瓦，另一端与垂直移动横梁相连接；S103：垂直移动横梁与垂直驱动电机通过传动系统相连接，通过调节垂直移动横梁的高度来间接的调节低温杜瓦的工作高度；S104：将三轴力传感器通过信号线与数据采集系统连接；S105：数据采集系统采集三轴力传感器的测量数据。
[0009]进一步的，所述S2包括如下步骤：S201：将高温超导体放入低温杜瓦的底部，并锁紧；S202：将永磁轨道的位置横向中心线与其上方低温杜瓦的横向中心线重合；S203: 将永磁轨道的位置纵向中心线与其上方低温杜瓦的纵向中心线重合。
[0010]进一步的，所述S3包括如下步骤：S301：根据不同初始高度要求，调节垂直移动横梁，通过垂直长度计量器记录达到要求；S302：开启旋转电机，低温杜瓦下的圆形永磁轨道随着旋转电机发生高速旋转。
[0011]进一步的，所述S4包括如下步骤：S401：通过注入液氮、低压固氮处理、制冷机制冷的单一方法或任意二种及以上的组合方法，对低温杜瓦中的高温超导体进行制冷；S402：在制冷过程，低温杜瓦与圆环形的永磁轨道发生相对运动，间接模拟低温杜瓦在动态状态下进行场冷；S403：通过调节旋转电机的频率，改变其转速，使得其上方低温杜瓦在不同速度运动状态下进行场冷。
[0012]进一步的，所述S5包括如下步骤：S501：垂直移动横梁与垂直驱动电机相连接，调节低温杜瓦与永磁轨道的间隙为工作高度；S502：三轴力传感器测量低温杜瓦所受的导向力和悬浮力；S503：通过三轴力传感器将数据传到数据采集系统，关闭旋转电机。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：能有效的解决在不同速度、不同高度下高温超导体（YBCO）动态场冷的问题，能够有效的测试动态过程中悬浮力和导向力大小，进而扩展了高温超导磁浮系统的动态性能评价指标及测量方法。
[0014]附图说明
[0015]本附图说明是对本专利技术的进一步补充说明，不对本专利技术实施例的限定，在附图说明中：图1：本专利技术的测试示意图；图2：本专利技术测试装置的结构示意图一；图3：环形永磁轨道与低温杜瓦俯视图；
图4：传统场冷过程及测试过程示意图；图5：动态场冷过程及测试过程示意图；图6：侧向环形永磁轨道与低温杜瓦横向视图；附图中标号的名称：1
‑ꢀ
旋转滑台模组，101
‑
永磁轨道，102
‑
永磁轨道基底，105
‑
旋转电机，2
‑ꢀ
垂直滑台模组，202
‑
垂直移动横梁，203
‑
三轴传感器，204
‑“
π”形连接件，205
‑
低温杜瓦，206
‑
高温超导体，207
‑
垂直长度计量器， 211
‑
垂直驱动电机，3
‑
底座， Gap
‑
悬浮间隙，CH
‑
初始冷却高度，WH
‑
工作高度。
具体实施方式
[0016]如图2与图3所示，本专利技术涉及的测试装置包括旋转滑台模组1、垂直滑台模组2、三轴力传感器203、低温杜瓦205、永磁轨道101和底座3，在底座3上设置旋转滑台模组1，旋转滑台模组1上固定永磁轨道101，旋转滑台模组1的旋转电机105驱动永磁轨道101旋转，永磁轨道101上方设置低温杜瓦205，低温杜瓦205底部设置高温超导体206，所述三轴力传感器203与垂直滑台模2组连接。
[0017]如图5所示的，永磁轨道101正上方初始冷却高度CH处设置低温杜瓦205，使永磁轨道101随着转盘高速旋转，此时向低温杜瓦205中添加液氮，间接模拟高温超导体206与永磁轨道101在相对运动过程中进行场冷，当高温超导体206完全冷却后，之后分两种情况进行测试，一种是永磁轨道101静止在低温杜瓦下方，使得低温杜瓦与永磁轨道的悬浮间隙Gap为工作高度WH，三轴力传感器203测量低温杜瓦205的悬浮力、导向力及磁阻力。另一种是永磁轨道101继续高速旋转在低温杜瓦205下方，使得低温杜瓦205与永磁轨道101的间隙为工作高度WH，通过三轴力传感器测量低温杜瓦205的悬浮力、导向力及磁阻力。
[0018]如图1、图2、图3、图4与图5所示，本专利技术提供了一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法，所述方法包括以下步骤：S1：组建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1：组建动态场冷过程及测试装置并进行测试前的准备；S2：将高温超导体固定在低温杜瓦底部，调节测试装置，使得圆环形的永磁轨道正对于低温杜瓦；S3：调节低温杜瓦的初始高度，并旋转圆环形的永磁轨道；S4：制冷低温杜瓦，模拟低温杜瓦在动态中场冷；S5：高温超导体完全场冷后，调节低温杜瓦的高度至工作高度，三轴力传感器采集数据实时反馈到信息采集系统，并对信息采集系统采集的数据处理；其中，所述的测试装置包括旋转滑台模组、垂直滑台模组、三轴力传感器、低温杜瓦、永磁轨道和底座构成；在底座上设置旋转滑台模组，旋转滑台模组上固定永磁轨道，旋转滑台模组的旋转电机驱动永磁轨道旋转，永磁轨道上方设置低温杜瓦，低温杜瓦底部设置高温超导体，所述三轴力传感器与垂直滑台模组连接。2.根据权利要求1所述的一种高温超导磁浮系统动态场冷过程及测量方法，其特征在于：所述S1包括如下步骤：S101：永磁轨道上方一定间隙放置低温杜瓦，永磁轨道底部固定在永磁轨道基底上，永磁轨道和永磁轨道基底整体固定在旋转滑台模组上；S102：将三轴力传感器的一端通过“π”型连接件连接低温杜瓦，另一端与垂直移动横梁相连接；S103：垂直移动横梁与垂直驱动电机通过传动系统相连接，通过调节垂直移动横梁的高度来间接的调节低温杜瓦的工作高度；S104：将三轴力传感器通过信号线与数据采集系统连接；S105：数据采集系统采集三轴力传感器的测量数据。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周大进，史景文，朱理铭，程翠华，赵勇，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：