Индуктивное устройство

О П И С А Н И Е 11420634ИЗОБРЕТЕНИЯ СеаЗ СаеетекиСецмалмсткцкккхУасвубвкк АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 6 ЦДополннтельное к авт, сеид-ву 22) Заивлено 16 03,73,(21) 1897285/07) Приоритеттдаретеанньн накате ввта Миннетрав СССР ае делам,изобретенийн аткРытнй:537,312,62 (088,8) 43) Опубликовано 05,07.7633 юдлетень % 25 45) Дата опубликования описания 20,08.76) Заяв 4) ИНДУКТИВНОЕ УСТРОЙСТВ Для уменьшения потерде предлагаемое устройскриостат, заполненный хлмер жидким гелием, а мполнены из сверхпроводящпервого рода. в магнитопровоо помешено в дагентом, напринитопроводы выего материала чего они оказываю пературы, меньшей гелием, в результате хлажденными до те 1Изобретение относится к производству,включающих в себя обмотки и сердечники,выполненные из ферромагнитного материала.,Известны индуктивные устройства, содержащие два магнитопровода, рабочие обмотки, соединенные согласно-,последовательно, и обмотки подмагничивания, соединен Оные встречно-последовательно, причем магнитопроводы выполнены из ферро- или фер-:римагнитного материала,Недостаток устройств, содержащих укаэанные магнитопроводы, заключается в1 кбольшой величине потерь устройства в целом, обусловленной потерями в магнитопроводе, возрастающими с увеличением частоты,юНа фиг. 1 дана схема индуктивного ус:тройства, например дросселя с магнитопроводами; на фиг. 2 - график зависимости индукции В от поля Н сверхпроводников первого рода; на фиг, 3 - график зависимости средней индукции и дифференциаль;ной магнитной проницаемости от напряженности внешнего однородного поля для сверхпроводящего сердечника, имевшего форму ,элипсоида с. размагничивающим фактором, ,П вдоль направления внешнего поля.Индуктивное устройство содержат магнитопроводы,3. и 2, рабочие обмотки 3, ,обмотки подмагничивания 4 и криостат 5 с .хладагентом, например жидким гелием. К обмоткам подмагничивания подключено ,подмагничивающее устройство. Магнитопроводы 1 и 2 выполнены из материала, например свинца, тантала, олова и т.п кото-. рый в сверхпроводящем состоянии является сверхпроводником первого; рода, Магнитопроводыс обмотками располагаются в кри остате с хладагентом, например жидким5206343температуры перехода ус, Если магцитопроводы 1 и 2 (например, стержни) имеютнезамкнутую форму, то конфигурация обмотки 4 выполняется такой, при которой создаваемое ею поле бьио бы как можно болееоднородным, Если магнитопроводы (например, тороиды) имеют замкнутую форму,то поле, создаваемое обмоткой 4, должнобыть слабо неоднородным,Работа устройства основана на том, чтогдебольшие изменения магнитного потока при фмалых изменениях переменного поля Н-(тока 1-), обусловливающие высокую дифференциальную магнитную проницая мо.ть магнито, провода, вызываются выталкиванием потокаизсверхпроводника при возрастанииперемен-ного поля ( эффект Мейсснера) и проникновением)потока в магнитопровод при уменьшении пе-ременного поля, Применение двух магнито-, проводов (фиг. 1 ) обусловлено необходимостью развязки высокочастотной и подмагничиеающей цепей, Для этой цели обмЬтки 4 намотаны так, что наводимые вних ВЧ э,д.с, направлены навстречу другдругу, В сверхпроводнике первого рода всверхпроводящем состоянии индукция В равнанулю, за исключением тонкого поверхностного слоя (лондоновской глубины проникновения). При наложения магнитного поля Н,превышающего критическое поле сверхпроводника Нс сверхпроводимость:исчезает иВИ (фиг. 2). Для тел конечных размеровили тел, имеющих незамкнутую форму, например для тел эллипсоидной формы В = Ов интервале полей 0 с Н с Ы-Д) Нс В = Н, Рпри Нйс,а в интервале И-П)Нс(ННспромежуточное состояние сверхпроводника,3 - линейно возрастает от нуля до Нс,ффиг. 3). Здесь 2 - размагничиваюший фактороохдля направления, вдоль которого приложенономагнитное поле. В интервале полей (1-П)49 закНН С Йс - дифференциальная магнитнаяпроницаемостьванТаким образом, магнитопровод из сверхпроводника первого рода, помещенный в постоянное попе, приблизительно равное Нс И-),46по отношению к переменным Гвысокочастотным) сигналам будет иметь сравнительно,высокую магнитную проницаемость, если лли-на магнитопровода существенно превысит егопоперечный размер, Если поле Н не вполне Еоднородно или если магнитопровод имеет нееппнпооииепьную форну (например, пипинирзависимость В(Н)станет нелинейной иЯЙ =б удет зависеть от поля. Это дает,возмож-аН ,ность существенно менять индуктивностьустройства путем изменения подмагничивающего тока в небольших пределах, Для магнитопровода замкнутой формы (например тЬ-ра), эФфект размагничивающего действия,связанный с наличием концов магнитопровода, ф 1 отсутствует. В этом случае 0 = О, реально достижимые значения дифференциальной магнитной проницаемости определяются степенью неоднородности магнитного поля,В этом случае агничиваю Нц - напряженность подмполя,Ц - направление, вдольНо неоднородно,размер тела вдоль ние значенияс( можн которого полаправления ц .о получить,ЙВысок если дНо Н шее поле слабо нелучае тонкого тора ,с наружным радин г ммин (ф =,"мака; и условии, что по- , протекающим по т,е. если подмагничиваю фф однородно. В частном с прямоугольного сечения усом Гуакс и внутренни мц.нмин ) прле Йо создается током 4 об равномерной обмотке тора, са (н,8 грЕ о -ср ср Н и фе Ф тогдаДля получения зиачительн ренциальной магнитной про одимо создать поле Но б меняющееся вдоль радиуса ону + путем специальног ия обмотки. ицаемости, нелее медленг чем поо конструиро-. Для применения сердечника из сверх- проводника в качестве магнитопровода индуктивного устройства на высоких частотах желательно изготавливать его из тонких пластин, изолированных друг от друга. Толщины пластинок с должны быть меньше . глубины скин-слоя й в нормальном (не- сверхпроводящем) состоянии. Следовательно, с учетом лондоновской глубины проникновениянеобходим Хцовлетворить дванеравенства ЛСИ =ф - где Я , - удельМо 3 --" . ное объемное сопротивлейие 1(в ОМ.м); в нор мальной фазе вблизи температуры перехода "с , , = ууй10 и/-частота в герцах.При температуре Тс. с различным Я для различных материалов иЙ (О си,неоавенства удовлетворяются до частот поб :20634 6 ,рядка 30 МГц. Сердечник целесообразно из-, время фазового перехода имеет порядок готавливать методом напыления. Кроме 10с.того, в тонких пленках в силу специфики Следовательно, магнитопровод, вьполмеханизма проводимости происходит увели- . ненный из сверхпроводника, должен иметь чение наодин-два порядка величины электри-, малые потери и малую инерционность прн подческого сопротивления по сравнению с мас-магничивании. Для понижения потерь во всем сивным образцом. Поэтому Я принимается индуктивном устройстве желательно изго 6 -7. порядка 10 10 :ОМ.м, что позволяет тавливать высокочастотную обмотку 3 увеличить толщину пленок. также из сверхпроводящего материала,Добротность сердечника при отсутствиисверхпроводимостиЮ 2 Фиг.Ртавитель Л, федосовхред Н. Андрейчук Корректор,Редактор В, фельдман Заказ 3036/229 Тираж ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и 113035,Москва, Ж, Рау,ПодписМинистров СССРйаб., д. 4/5 7 о овет кры я илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,При Я:) 1 наряду с нормальной фазой существует сверхпроводящая, В этом случае необходимо учитывать фазовый сдвиг между изменением внешнего переменного поля и смешением границы меж, ду нормальной и сверхпроводящей, фазами. Этот сдвиг должен быть невелик, так как,Формула изобретенияИндуктивное устройство, содержащее.два магнитопровода, рабочие обмотки, соединенные согласно - последовательно, и ф обмотки подмагничивания, соединенныевстречно-последовательно, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь в магнитопроводах, оно поме,щено в криостат с хладагентом, например Э жидким гелием, а магннтопроводы выполнены из сверхпроводящего материала первого ряда.