一种闭合超导线圈的磁悬浮装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种闭合超导线圈的磁悬浮装置及方法，方法包括：提供背景磁场，以便闭合超导线圈在背景磁场内交链并俘获磁通；调控闭合超导线圈交链的磁通，从而改变闭合超导线圈内部传输电流的大小；当闭合线圈内交链的磁通变化时，其内部会感应出屏蔽电流以阻止俘获磁通的变化；其中，背景磁场与闭合超导线圈内部总电流相互作用产生洛伦兹力作为悬浮力使得闭合超导线圈实现磁悬浮；所述总电流包括：传输电流和屏蔽电流；调节闭合超导线圈内部总电流的大小和/或调节背景磁场的强度，改变所述洛伦兹力，以调控所述闭合超导线圈的悬浮力、悬浮高度、悬浮方向以及悬浮刚度。本发明专利技术实现磁悬浮的灵活控制和调控。悬浮的灵活控制和调控。悬浮的灵活控制和调控。

【技术实现步骤摘要】
一种闭合超导线圈的磁悬浮装置及方法


[0001]本专利技术属于超导电工领域，更具体地，涉及一种闭合超导线圈的磁悬浮装置及方法。

技术介绍

[0002]磁悬浮技术是一种依靠电磁力将物体无机械接触地悬浮起来的技术，用该技术制作的运动部件具有显著的优势：一、悬浮的运动部件磨损小，使得运动部件寿命增大。二、机械摩擦力几乎等于零，仅有少量的空气摩擦力，因此功耗小，噪声小。因此，磁悬浮技术特别适用于机械工程中的高速转动部件，例如利用磁悬浮技术实现无摩擦高速列车、高速旋转轴承、飞轮储能等。由于悬浮物体的位置可以由改变电参数来进行调整，所以磁悬浮技术还可以用于加工精度要求高的精密机床等。目前在工业界和轨道交通行业，磁悬浮技术已经广泛应用。
[0003]目前几种典型的磁悬浮方式包括：电动力悬浮、电磁力悬浮、超导迈斯纳效应悬浮与超导磁通钉扎悬浮。电动力悬浮是依靠悬浮动子(悬浮物体，可以为永磁体、常导磁体和超导磁体)磁场与定子(闭合导体)的相互运动，从而在定子中感应出屏蔽电流，该屏蔽电流产生屏蔽磁场与动子磁场相互排斥，从而实现磁悬浮。电动力悬浮依赖于动子与定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭合超导线圈的磁悬浮装置，其特征在于，包括：闭合超导线圈、外部磁场源以及磁通控制器；所述外部磁场源，用于提供背景磁场；所述磁通控制器，用于调控闭合超导线圈交链的磁通，从而改变闭合超导线圈内部传输电流的大小；所述闭合超导线圈可以交链并俘获磁通，并且会在内部感应出屏蔽电流以阻止俘获磁通的变化；所述外部磁场源提供的背景磁场与闭合超导线圈内部总电流相互作用产生洛伦兹力作为悬浮力使得闭合超导线圈实现磁悬浮；所述总电流包括：传输电流和屏蔽电流，利用上述磁通控制器可以调节闭合超导线圈内部总电流的大小，改变所述洛伦兹力，以调控所述闭合超导线圈的悬浮力、悬浮高度、悬浮方向以及悬浮刚度。2.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述外部磁场源，能够通过控制所述背景磁场的大小调节所述洛伦兹力，以调控所述闭合超导线圈的悬浮高度；所述闭合超导线圈的悬浮力、悬浮高度、悬浮方向及悬浮刚度可由外部磁场源或外部磁场源和磁通控制器灵活调控。3.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述磁通控制器包括但不限于超导开关、励磁电源、加热器及磁通泵。4.根据权利要求1或3所述的磁悬浮装置，其特征在于，当外部磁场源提供的背景磁场强度增大时，所述闭合超导线圈的磁悬浮高度提升，当外部磁场源提供的背景磁场强度减小时，所述闭合超导线圈的磁悬浮高度降低。5.根据权利要求1或3所述的磁悬浮装置，其特征在于，当闭合超导线圈内部总电流增加时，所述闭合超导线圈的磁悬浮高度提升，且悬浮高度提升程度与其总电流增加程度正相关；当所述总电流减小时，所述闭合超导线圈的磁悬浮高度降低，且悬浮高度降低程度与其总电流减小程度正相关。6.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述磁通控制器改变与闭合超导线圈交链的磁通，在闭合超导线圈内部产生与所述屏蔽电流方向相反的传输电流，且所述传输电流大于屏蔽电流，使得闭合线圈内的总电流方向相较于磁通控制器作用前的总电流方向相反，此时作用在闭合超导线圈的洛伦兹力与重力方向相同，闭合超导线向下运动，之后在预设悬浮位置保持稳定；所述预设悬浮位置处闭合超导线圈的法线相对于背景磁场中轴线的角度与磁通控制器作用前的角度相反。7.根据权利要求1至6任一项所述的磁悬浮装置，其特征在于，当所述外部磁场源为超导磁体时，若所述外部磁场源和闭合超导线圈在相同零背景场下冷却，则闭合超导线圈交链并俘获的磁通为零，此时外部磁场源增大所述背景磁场时，闭合超导线圈内部感应出第一屏蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿建昭，林毅，胡长昊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：