Способ магнитного подвешивания сверхпроводникового витка

) 5 НО 1 ЕЗ 9 2 СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фйьМ(71) Институт кибернетики им.В.М.Глушкоменчугский филиал Харьковского лолитеинститута имВИЛенина(54) СПОСОБ МАГНИТНОГО ПОДВЕШСВЕРХПРОВОДНИКОВОГО ВИТКА(57) Изобретение относится к области нники, где используется магнитное подтел (магнитная левитация). Цепь изокопьтакомферр повысить перегрузочную способность подвески (т.е. повысить отношение максимальной удерживающей магнитной силы к весу подвешенного тела). Для этого, зафиксировав сверхпроводниковый виток в постоянном магнитном поле источника поля, 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 Лоску замороженный в витке магнитный поток приспособе больше, чем в способе без введенияомагнитного тела перегрузочная способность при этом увеличивается. 2 ил, 1340519Изобретение относится к навигационному и гравиметрическому приборостроению, энергетике, транспорту и другим областям. Оно предназначено для создания неконтактного магнитного подвешивания тела (магнитной левитации) на основе использования эффектаМагнитная потенциальнаяя 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 основепредлагаемого 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, Р 1 - сила магнитного взаимодействия магнита 1 и витка 2 в отсутствие тела 4, Рг - сила магнитного взаимодействия магнита 1 и витка 2 при наличиитела 4 в зоне поля. магнита 1, 6 - 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.1 а). 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,1 б), При этом сохраняется неизменным зазор до между магнитом 1 и витком 2, Возможны и другие варианты перевода витка 2 в сверх- проводящее состояние (например, путем заливки гелием тороидального криосгата, внутри которого находится виток 2). После перевода витка 2 в с верхпроводя 1 цее саста. яние отводят тело 4 из зоны поля магнита 1 (фиг. 1 в), Последняя операция - расфиксация витка 2 (фиг. 1) После этой операции виток 2 всплывает, поднимаясь к магниту 1, и находится в свободном состоянии устойчивого равновесия на зазоре дг. Всплывание витка 2 объявляется следующим образом. В результате перевода витка 2 в сверхпроводящее состояние в нем замораживается часть силовых линий магнитногополя магнита 1 (свойством постоянства или замороженности числа силовых линий обладает любой замкнутый виток с нулевым активным сопротивлением), Число замороженных силовых линий на основе законаэлектромагнитной 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 обусл.овленная этим током магнитная сила между витком 2 и магнитом 1 имеет ха.рактеротталкивания. Поэтому характер магнитной силы между"витком,2 и магнитом 1 имеетФ, вид, покаэайный а рис.2 кривой Р 1(слева от силы Р 1 макс). Наличие тела 4 под витком 2 увеличивает число силовых линий, и рониэывающих плоскость витка 2, Поэтому величина замороженного магнитного потока витка2, 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 Ргмс будет больше силы Р 11 ас При наличии тела 4 на зазоре до магнитное напряжение витка 2 к магниту 1 больше веса С на величину Ь Р.Поэтому виток 2 при сдвинутом вправо фиксаторе 5 поднимается вверх и занимает по,ложение с зазором дг в, котором сила Рг уравновесит силу веса О,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 полювнешнего источника. Таким образом,1340519 способность устройства магнитной подвески на фиг.1,Так как максимальная магнитная сила Р 2 мак" больше силы Р 1 макс перегрЬэочная способность магнитной подвески принали 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 сверхпроводя.материала может быть увеличен в 3-1 раэ. Так как магнитные силы пропорциональны квадрату напряженности магнитного поля, 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.133- 136,140. 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 оставитель А, Вагановехред М,МоргенталКорректор М.Максимиши Редактор Т. Курков каэ 335 Тираж НПО "Поиск "роспатента13035, Москва, Ж, Раушская на дпис 1 роиэводственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород. ул. Гагарина, 101