DE1464308A1 - Supraleitfaehige Vorrichtung und Verfahren zum Isolieren derselben - Google Patents

Supraleitfaehige Vorrichtung und Verfahren zum Isolieren derselben

Info

Publication number
DE1464308A1
DE1464308A1 DE19631464308 DE1464308A DE1464308A1 DE 1464308 A1 DE1464308 A1 DE 1464308A1 DE 19631464308 DE19631464308 DE 19631464308 DE 1464308 A DE1464308 A DE 1464308A DE 1464308 A1 DE1464308 A1 DE 1464308A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wire
superconductive
normal
turns
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19631464308
Other languages
English (en)
Inventor
Berlincourt Ted Gibbs
Hake Richard Robb
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North American Aviation Corp
Original Assignee
North American Aviation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North American Aviation Corp filed Critical North American Aviation Corp
Publication of DE1464308A1 publication Critical patent/DE1464308A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/02Quenching; Protection arrangements during quenching
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/879Magnet or electromagnet
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49014Superconductor

Description

DR. ING. F.WtTESTHOFF 8 MÜNCHEN »4 /, ο / O Π Q DIPL. ING. G. PULS sCBWBltiEUSTRASsfe » Ο H O U DR. E. ν. PECHMANN tblbvom saoesi PATBNTANwIltb TWieniioiiOMin. PBOTBOTFATBIfT MUNCKBN
1A-25 556
Be* Schreibung zu der Patentanmeldung
NORTH AMERICAN AVIATION, INC., El Segundo, California, U.S.A.
betreffend
Supraleitfähige Vorrichtung und Verfahren zum Isolieren derselben.
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserte supraleitfähige Spulen und Magnete und betrifft insbesondere verbesserte Mittel zum Isolieren supraleitfähiger Vorrichtungen.
Durch die Entwicklung supraleitfähiger Vorrichtungen wurde ein vollständig neues Arbeitsgebiet von erheblicher theoretischer und praktischer Bedeutung erschlossen. Bei der Supraleitfähigkeit handelt es sich um die Eigenschaft bestimmter Materialien, bei sich dem absoluten Nullpunkt nähernden Temperaturen einen elektrischen Strom ohne Energieverlust fortzuleiten· Diese Materialien haben bei Temperaturen, die unter einer bestimmten kritischen Temperatur T liegen, keinen elektrischen Widerstand, und daher treten keine I R-Verluste auf. Diese Erscheinung wurde durch Versuche bestätigt. Aus Materialien der genannten Art hergestellte, in einem flüssigen Heliumbad angeordnete Spulen, in denen durch Herausziehen eines innerhalb der Spule angeordneten Dauermagneten ein Strom induziert wurde, zeigten, daß der Strom zwei Jahre hindurch fließen könnt·, ohQe daß ein Spannungsabfall eintrat. Zu den die Supra-
80*901/0428
-2- 1A-2i? 556
leitfähigkeit solcher Materialien beeinflußenden Faktoren gehört die Beziehung oder Wechselwirkung zwischen der magnett« sehen Feldstärke H1 der kritischen Stromdichte I und der kritischen Temperatur T. Die magnetische Feldstärke, welche von außen zur Wirkung gebracht oder mit Hilfe eines durch den Supraleiter fließenden Stroms hervorgerufen wird, begrenzt die Supraleitfähigkeit auf einen Bereich unterhalb bestimmter Werte der Temperatur und der Stromdichte. Mit anderen Worten, bei einer bestimmten Feldstärke kann eine Erhöhung der Temperatur und/oder der Stromdichte zu einer Beseitigung der Supraleitfähigkeit führen.
Die Tatsache, daß Supraleiter sehr starke Ströme fortleiten können, ermöglicht es, sehr wenig ttaum beanspruchende und Buperleistungsfähige Magnete zu schaffen, die sich in zahlreichen Fällen verwenden lassen, in denen man starke Magnetfelder benötigt, z.B. bei Lasern, Masern, Beschleunigern und Blasenkammern. Es läßt sich, rechnerisch zeigen, daß die Kapitalkosten einer bestimmten Anlage, bei denen ein solcher Magnet anstelle eines Elektromagneten von üblicher Konstruktion verwendet wird, auf ein Hundertstel zurückgehen, und daß die Betriebskosten nur den 80 OOOsten Teil betragen; dies ist auf die kleineren Abmessungen zurückzuführen, sowie darauf, daß der eigentliche Magnet keine Energie verbraucht, und daß keine Wärme aus dem Magneten abgeführt werden muß.
Die Erscheinpng der Supraleitfähigkeit und die sich aus der Verwendung supraleitfähiger Materialien ergebenden'Möglichkeiten sind bereits bekannt (siehst z.B. Time Magazine, 3· März 1961, S. 32 eowi· "Low Temperatur· Phyeici" von Simon u.a.,
809901/042$
-3- 1A-25 556
Academic Press, S. 95 bis 132). Ferner sind bereits mehrere supraleitfähige Materialien bekannt, z.B. Nb,Sn und eine Legierung aus Niobium und Zirkon. Ferner sei auf das U.S.A.Patent 2 866 842 verwiesen.
Supraleitfähige Vorrichtungen neigen aus noch nicht vollständig geklärten Gründen, vermutlich unter anderem beim Auftreten einer zu hohen Stromstärke oder einer örtlichen Erhitzung, dazu, gelegentlich in den "normalen" Betrieb überzugehen, d.h. ihre Supraleitfähigkeit zu verlieren; danach läßt eich der Zustand der Supraleitfähigkeit wieder herstellen. Hierbei treten an den Klemmen des supraleitfähigen Magneten große induzierte Spannungsabfälle auf. Die induzierte Spannung ergibt sich auβ dem Ausdruck -L dl/dt; hierin ist L die Induktivität des Magneten, I die Stromstärke und t die Zeit. Da Ströme von sehr großer Stärke auftreten und das Feld rasch zusammenbricht, sind die induzierten Spannungen außerordentlich hoch und liegen z.B. in der Größenordnung von 100 000 V und darüber. Derartige Spannungsstöße führen zu einer Beschädigung der bei den supraleitfähigen Spulen oder Magneten verwendeten Isolierstoff·.
Bei supraleitfähigen Vorrichtungen verwendet man bis jetzt dielektrisch wirkende Materiellen als Isolierstoffe, wobei diese Materialien entweder als Umhüllung des supraleitfähigen. Drahtes oder in Form dünner Blätter zwischen benachbarten Windungsschichten verwendet werden. Diese Isolierstoffe werden den zerstörenden elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt, die auf die hohen Spannungen surücksuführen sind, wenn der Supraleiter in r>en "normalen" Betrieb übergeht, so daß schon bald eine Be-
809901/0421
-4- 1A-25 556
Schädigung der Isolation erfolgt und die supraleitfähige Vorrichtung kurzgeschlossen wird. »
Ein Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, eine verbesserte supraleitfähige Vorrichtung vorzusehen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens, das es ermöglicht, das Kurzschließen supraleitfähigen Vorrichtungen durch Spannungsstoße zu verhindern, welche dadurch verursacht werden, daß die Vorrichtungen gelegentlich in den "normalen" Betrieb übergehen, wobei gewöhnliche Isolierungen aus dielektrischem Material serstört werden.
Ferner sieht die Erfindung eina supraleitfähige Vorrichtung vor, bei der ein verbesserter Isolator zwischen benachbarten Schichten sowie zwischen den Windungen einer Spule angeordnet ist, der bei der Belastung durcii starke Spannungsstoße nicht zerstört wird.
Weiterhin sieht die Erfindung "bei einer supraleitfähigen Vorrichtung eine Anordnung mit einer neuartigen Kombination von isolierenden, Materialien vor, welche den erwähnten Beanspruchungen standhalten.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine teilweise als Schnitt gezeichnete schematische Darstellung einer supraleitfähigen Magnetvorrichtung.
Fig.1 2 bis 5 sind in größerem Maßstabe gezeichnete Teilschnitte durch verschiedene Ausbildungsformen der erfindungsge-. mäßen Isoliermittel. AD
809901/0428
-5- 1A-25 556
Gemäß Fig. 2 bis 5 wird der eupraleitfähige Draht 2 In mehreren Schichten auf einen Spulenkern 4 (Fig. 1) gewickelt. Zwischen benachbarten Windungsschichten werden Blätter 6 aus einem normalen Metall, einer Legierung oder einem Halbleitermaterial angeordnet. Der Ausdruck "normal" bezeichnet hier im üblichen Sinne ein nicht supraleitfähigee Material, das den elektrischen Strom in der gewöhnlichen Weise fortleitet und bei sehr tiefen Temperaturen einen meßbaren elektrischen Widerstand bestitzt.
Außerdem sind die einander in einer bestimmten Schicht benachbarten Windungen in der aus Fig. 2 bis 5 ersichtlichen Weise gegeneinander isoliert. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist der eupraleitfähige Draht mit einem normalen Metall 8 überzogen, z.B. mit Kupfer, Silber, Gold oder Nickel, das auf bekannte Weise aufgebracht worden ist, z.ti. durch Elektroplattieren oder gemeinsames Strangpressen der Materialien, so daß das normale Metall benachbarte Windungen des Supraleitfähigen Drahtes in einem Abstand voneinander hält. In Fig. ist eine Spule angedeutet, bei welcher blanker supraleitfähiger Draht 2 zusammen mit einem blanken normalen Draht 10 eine **pule bildet} hierbei hält der normale Draht die Windungen des supraleitfähigen Drahtes in einem Abstand voneinander. In Fig. ist der blanke supraleitfähige Draht zusammen mit einem strangförmigen Dielektrikum 12 zu einer Spule gewickelt, wobei der Strang aus Isoliermaterial als Abstandsorgan zwischen benachbarten Windungen aus supraleitfähigen! Draht wirkt. In Fig. ist blanker supraleitfähiger Draht 2 zusammen mit einem normalen Draht 14 au einer Spule gewickelt, doch ist der normale Draht 14 mit ein·» überzug 16 aus isolierendem Material veraehen, so
809901/0428 B
-6- 1A-25 556
daß der isolierte normale Draht die Windungen aus supraleitfähigem Draht in einem Abstand voneinander hält. Dadurch, daß benachbarte Windungsschichten durch eine Schicht aus normalem Metall und benachbarte Windungen innerhalb der einzelnen Schichten durch ein beliebiges normales Metall oder ein Dielektrikum oder durch eine Kombination beider Materialien in einem Abstand voneinander gehalten werden, werden die Schwierigkeiten ausgeschaltet, welche sich bis jetzt bei der ausschließlichen Verwendung dielektrischer Stoffe ergeben.
Die benachbarten Schichten sind bei Jeder gezeigten Ausbildungsform durch dünne Blätter aus normalen Materialien getrennt, bei denen es sich gewöhnlich nicht um Isolierstoffe, sondern um elektrische Leiter handelt. Diese Materialien werden nicht durch die Spannungsstöße beschädigt, die auftreten, wenn die supraleitfähige Vorrichtung gelegentlich in den "normalen" Betrieb übergeht, d.h. wenn die Supraleitfähigkeit während einer kurzen Zeitspanne verschwindet; die Erfindung ermöglicht somit eine erhebliche Verbesserung der Lebensdauer und des Wirkungsgrades von supraleitfähigen Vorrichtungen. Das scheinbar anomale Verhalten von gewöhnlich als hervorragende Leiter wirkenden Materialien z.B. von Kupfer, als Isolierstoffe bei Verwendung solcher Materialien in einer supraleitfähigen Vorrichtung erklärt sich aus der Taimche, daß das normale Metall im Vergleich mit dem keinen elektrischen Widerstand aufweisenden supraleitfähigen Draht einen unendlich großen Widerstand besitzt, so daß kein Strom durch das normale Metall fließt. Als Isoliermaterial zwischen benachbarten Windungsschichten aus supraleitfähigen! Draht läßt sich jedes normale Metall bzw. jede Legierung verwenden, die sich zu genügend dnünnen Blättern bzw.
809901/0428
-7- 1A-25 556
U64308
Folien verarbeiten läßt, deren Dicke in der Größenordnung von wenigen tausendstel Zoll (0,001 Zoll - rund 0,025 mm) liegt. Entsprechend kenn man ein beliebiges Halbleitermaterial in Form dünner Blätter oder Folien verwenden.
Innerhalb einer bestimmten Schicht werden benachbarte Windungen aus supraleitfähigen! Draht voneinander getrennt gehalten, damit in der Wicklung keine supraleitfähigen kurzgeschlossenen Schleifen entstehen können. Beim Vorhandensein kurzgeschlossener Schleifen führt die dabei erfolgende Abschirmung und das Einschließen des Feldes dazu, daß in der Kurve des Magnetfeldes über der Stromcharakteristik der Spule eine reproduzierbare Hysteresis auftritt. Bei einem bestimmten Magneten mit kurzgeschlossenen Schleifen verursacht z.B. eine Verringerung der Stromstärke von einem beliebigen Wert oberhalb etwa 5 A auf Null zu einem stetigen eingeschlossenen Feld von etwa 2,5 Kilogause. Derartige Hysteresiseffekte lassen sich mit Hilfe der Erfindung vermeiden. In Fig. 2 sind benachbarte Windungen durch die aus normalem Material bestehenden überzüge auf jedem supraleitfähigen Draht getrennt, während in Fig. 3 blanke Windungen aus supraleitfähigem Draht durch Windungen aus einem normalen Metall getrennt gehalten werden. Ss ist möglich, den supraleitfähigen Draht und den normalen Draht gemeinsam in Form einer bifilaren Wicklung auf den Spulen kern aufzubringen.
Wenn man ein dielektrisches Material verwendet, um benachbarte Windungen aus supraleitfähigen! Draht innerhalb einer bestimmten Schicht zu isolieren, wie es in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, und wenn Folien aus normalem Metall zwischen benach-
BAD ORIGINAL
809901/0428
-8- 1A-25 556
barten Schichten angeordnet sind, wird das dielektrische Material dann, wenn die Vorrichtung in den "normalen" Betrieb » übergeht, nicht den gleichen hohen Beanspruchungen ausgesetzt wie bei der ausschließlichen Verwendung von dielektrischem Material. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das normale Metall zwischen benachbarten Schichten den starken induzierten Strömen einen Leitungsweg von geringem Widerstand bietet und hierdurch verhindert, daß sich in dem dielektrischen Material zwischen den Windungen hohe Spannungen aufbauen. Ein Vorteil der Verwendung eines Isolators nach Fig. 5 in Form eines mit einem Bielektrikum überzogenen Drahtaa aus normalem Material besteht darin, daß sich solcher Draht leicht beschaffen läßt." Wegen der Transformatorwikrung einer solchen Anordnung kann außerdem ein Teil der gespeicherten magnetischen Energie außerhalb der Einrichtung zum Aufrechterhalten der tiefen Temperatur vernichtet werden, wenn die Vorrichtung aus dem Zustand der Supraleitfähigkeit in den "normalen" Betrieb übergeht. Hierdurch wird der Kältebedarf verringert.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines dielektrischen Isoliermaterials zwischen benachbarten Windungen aus supraleitfähigen Draht innerhalb einer bestimmten Schicht in Kombination mit einem zwischen benachbarten Schichten angeordneten normalen Metall besteht darin, daß die Zeitkonstante des Magnetfeldes, das einer Verstellung des von außen zugeführten Strome folgt, im Vergleich zur Zeitkonstante für die aus normalem Metall bestehende Isolation zwischen den Windungen herabgeseett wird. Die 'Zeitkonstante ist durch den Ausdruck I/H gegeben; hierin ist L die Induktivität und R der Widerstand. Wenn bei einer Änderung der Stromstärke der Strom einem einen Widerstand
, BAD ORIGINAL
809901/0428
-9- 1A-25 556
aufweisenden Leitungsweg und nicht einem induktiven Leitungsweg folgt, d.h. wenn der Strom durch die Isolation aus normalem Metall fließt, statt durch den supraleitfähigen Draht 2SU fließen, ist das Magnetfeld der Spule gegenüber der Änderung der Stromstärke verzögert. Wenn ein relativ hoher Widerstandswert vorhanden ist, z.B. bei der Kombination eines normalen Metalls mit einem dielektrischen Material, wird daher die Zeitkonstante im Vergleich für das normale Metall allein verkürzt, und das Magnetfeld folgt den Änderungen der Stromstärke schneller. Spannungsabfälle in dem normalen Metall körnen ferner bei einer nur mit normalem Metall isolierten Spule von geringem Widerstand zur Erzeugung von Wärme führen, und hierdurch kann die supraleitfähige Vorrichtung veranlaßt werden, in den "normalen" Betriebszustand überzugehen. In jedem Falle werden die Hysteresiseffekte verringert, wenn benachbarte Windungen innerhalb einer Schicht durch ein normales Metall getrennt sind, statt daß sich benachbarte Windungen aus blankem supraleitfähigen! Draht berühren. Aus diesem Grunde ergibt sich bei jeder" der Ausbildungsformen nach Fig. 2 bis 5 zum Isolieren benachbarter Drahtwindungen innerhalb einer Schicht eine bessere Leistung.
In Fig. 1 ist eine magnetische Vorrichtung dargestellt, bei der die erfindungsgemäße Anordnung der Wicklung und der Isolation angewendet wird. Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß man den Magneten bzw. die Spule in der verschiedensten Weise ausbilden kann; die Jeweilige Konstruktion richtet sich weitgehend nach dem Verwendungszweck der supraleitfähigen Vorrichtung. Das Magnetaggregat 18 ist in einer doppelwandigen
BAD ORIGINAL
809901/0428
-10- 1Δ-25 556
Dewarschen Flasche 20 angeordnet, die zwei Vakuumzonen 22 aufweist, zwischen der eine mit flüssigem Stickstoff gefüllte Zone 24 liegt. Natürlich kann man auch andere thermisch isolierte Behälter verwenden. Das Gefäß wird mit flüssigem Helium 26 gefüllt und gegenüber der Umgebung durch geeignete Verschlußmittel 28 abgeschlossen. Der Baum 30 zwischen dem flüssigen Helium und der Abdeckung ist mit gasförmigem Helium gefüllt. Die Temperatur des Heliumbades wird durch eine Kühlanlage 32 mit einer Kühlschlange 3^ genau auf dem gewünschten Wert zwischen 1 und 10° K gehalten. Der Magnet 18 besteht aus supraleitfähigen! Draht 2, z.B. einer Legierungaus Niobium und 25 Atomgewichtsprozent Zirkon; dieser Draht ist auf einen Spulenkörper 4 gewickelt, und zwischen benachbarten Windungsschichten sind Folien aus normalem Metall angeordnet. Der Spulenkörper kann aus einem normalen Metall oder einem organischen Harz, z.B. Phenolharz, bestehen. An die Klemmen der Magnetspule ist eine supraleitfähige Brücke bzw. ein Schalter 36 angeschlossen. Drähte 38 aus normalem elektrisch leitendem Material verbinden den Magneten mit einer außenliegenden Batterie 40 und einem Schalter 42, wobei der supraleitfähige Schalter die Klemmen des Magneten in einer Parallelschaltung zu der Batterie 40 überbrückt. Außerdem tritt in die Flasche ein zweiter Stromkreis aus gewöhnlichem Draht 44 ein. In diesem Stromkreis liegt ein nahe dem supraleitfähigen Schalter 36 angeordnetes Widerstandsheizelement 46, und es sind ein außenliegender Ein- und ÄUSSChalter 48 und eine Batterie 50 vorgesehen.
Das System nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Die Schalter 42 und 48 werden geschlossen, so daß in beiden Stromkreisen ein Strom fließt. Das dem supraleitfähigen Schalter 36 benachbarte
8AD ORIGINAL 80990 1/0428
-11- 1A-25 556
Heizelement 46 erzeugt gerade so viel Wärme, daß die Temperatur des Schalters 36 über die kritische Temperatur T_ hinaus ansteigt, so daß der Strom ausschließlich durch die Magnetwicklung fließt. Wenn dann die Schalter geöffnet werden, versucht das den Magneten umgebende Feld abzuklingen. Da das Heizelement 4-6 abgeschaltet ist, wird der Schalter 36 jetzt supraleitfähig, so daß ein neuer elektrischer Stromkreis vorhanden ist, der nur aus supraleitfähigem Draht besteht. Die Verwendung des supraleitfähigen Schalters 36 ist nicht unbedingt erforderlich; man kann einen Strom kontinuierlich von einem außenliegenden Stromkreis aus zuführen, wobei Energie nur in dem außenliegenden Stromkreis verbraucht wird.
Ba in die m magnetischen Kreis keine Energieverluste auftreten( der Spannungsabfall in dem ursprünglich bei geschlossenem Schalter vorhandenen Stromkreis, welcher dem Kirchhoffechan Gesetz entspricht, findet in dem außenliegenden Stromkreis statt), wird somit die Wirkung eines Dauermagneten erzielt, und es wird keine weitere Energie benötigt, um das Magnetfeld aufrechtzuerhalten. Die Feldstärke und die Richtung des resultierenden Magnetfeldes außerhalb des Behälters werden in der üblichen Weise bestimmt. Nachdem der Magnet in Betrieb gesetzt worden ist, kann somit die beiden äußeren Batteriestromkreise entfernen. Der einzige ständige Energiebedarf let durch die Kühlanlage gegeben, die benötigt wird, um die tiefe Temperatur des Heliumbades aufrechtzuerhalten. Hierbei handelt es sich jedoch um einen außerordentlich kleinen Bruchteil des Energiebedarfs eines in bekannter Weise ausgebildeten Elektromagneten von gleichwertiger Feldstärke, bei dem große Energiemengen in dem Magneten vernichtet wer<|g^> offlÖH&fti dem die Kühl-
809901/Q428 bad original
-12- 1A-25 556
einrichtungen zusätzliche Energie verbrauchen.
Für die Konstruktion eines supraleitfähigen Elektromagneten bestimmter Feldstärke gilt die ^ormel H0 - 1,26 /Ut
Hierin ist H das axiale Feld in Gauss in der Mitte eines unendlich langen Elektromagneten mit Luftkern, K der Füllfaktor und J die Stromdichte im leitenden Teil der Drahtwindungen in
ο
A/cm , während t die Dicke der Wicklung in cm angibt. Diese Gleichung erweist sich bei den meisten Elektromagnetkonstruktionen als gute Annäherung, vorausgesetzt, daß das Verhältnis zwischen der Länge und dem mittleren Durchmesser größer 1st als etwa 3.
Es sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
809901/0428
Patentansprücheι
BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. -13- 1A-25 556
    U64308
    PATENTANSPRÜCHE
    IJ Supraleitfähig· Vorrichtung alt mehreren ßchiohten au· •upral«itfähiges Draht, ron denen jede mehrere benachbart· Windungen au· dl··» Draht umfaßt, gekennzeichnet durch ein zwischen dan Schichten angeordnet·· dünn·· Blatt aus eine» normalen Material sowie dl· ^indungen au· eupraleitfähigem Draht trennend·, elektrisch isolierende Kitt·!·
    2. Vorrichtung nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß dl· dl· Windungen au· supraleitfähig·« Draht trennenden isolierenden Mittel durch einen Draht au· einem normalen Material gebildet werden, der sirischen des "indungen aus supraleitfähigen Draht gewickelt ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daB die isolierenden Mittel durch einem Lraht aus eines dielektrischen Material gebildet werden, der zwischen den iSttungen au· supraleitfähigen Draht gewiekelt ist«
    4. . Vorrichtung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daB die die Windungen au· supraleitfähig·« Draht trennenden isolierenden Mittel durch eines au« eise« normalen Material bestehenden, mit eines Dielektrikum überzogenen Draht gebildet werden, der zwischen den Windungen am* 8upraleitfählges Draht gewickelt 1st·
    5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die isolierenden Mittel durch eisern auf den supraleitfähigen Draht aufgebrachten überzug aus noraalen Material gebildet werden.
    809901/0428
    -14- 1JU25 55·
    U64308
    6. Verfahren sub elektrischen Isolieren der benachbarte* Schichten einer supraleitfähigen Vorrichtung mit mehreren Schichten aus supraleitfähigen Draht, ron denen jede *ehrer· benachbarte Windungen aus supraleitfähigen Draht unfaBt, tedweil gekennzeichnet , daß »wischen den Schichten «im dünnes Blatt aus normales Material angeordnet wird und di· benachbarten Windungen innerhalb einer Schicht elektrisch ge«·»» einander isoliert werden·
    7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekeanseicmi net, daß die benachbarten Windungen durch einen Draht elektrisch isoliert werden« welcher «wischen den Windungen gewickelt ist und benachbarte Windungen voneinander trennt, wobei der Draht aus einen Material besteht, welche· aus der Gruppe gewählt ist, die normales Material, dielektrisch·· Material und mit einen dielektrischen Material übersogen·· normales Material umfaßt»
    8. Verfahren nach Ansprach 6, dadurch gekennseiah* net, daß die benachbarten Windungen aus supraleitfähig·« Draht dadurch voneinander getrennt werden, daß nan den Draht nit einen normalen Material übersieht·
    BAD ORIGINAL
    809901/0428
DE19631464308 1962-03-19 1963-03-19 Supraleitfaehige Vorrichtung und Verfahren zum Isolieren derselben Pending DE1464308A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US180686A US3187235A (en) 1962-03-19 1962-03-19 Means for insulating superconducting devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1464308A1 true DE1464308A1 (de) 1969-01-02

Family

ID=22661361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19631464308 Pending DE1464308A1 (de) 1962-03-19 1963-03-19 Supraleitfaehige Vorrichtung und Verfahren zum Isolieren derselben

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3187235A (de)
DE (1) DE1464308A1 (de)
GB (1) GB1039357A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907083A1 (de) * 1979-02-23 1980-08-28 Siemens Ag Magnetwicklung mit stabilisierten supraleitern

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3283276A (en) * 1963-07-25 1966-11-01 Avco Corp Twisted superconductive winding assembly
US3370349A (en) * 1963-07-25 1968-02-27 Avco Corp Method of manufacturing electrical conducting winding
DE1439266B2 (de) * 1963-07-27 1972-05-04 Siemens AG, I0O0 Berlin u. 8000 München Supraleitende magnetspule
US3265939A (en) * 1963-09-20 1966-08-09 Nat Res Corp Superconductive coil having a ferromagnetic layer thereon
US3336549A (en) * 1964-01-31 1967-08-15 Siemens Ag Superconducting magnet coil
DE1232287B (de) * 1964-04-25 1967-01-12 Siemens Ag Supraleiteranordnung zur Abschirmung oder zum Einfang von Magnetfeldern
US3273094A (en) * 1964-05-28 1966-09-13 Jones William Pinkney Superconducting magnet
GB1128972A (en) * 1965-08-19 1968-10-02 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to superconductors
FR1517759A (fr) * 1966-09-07 1968-03-22 Commissariat Energie Atomique Procédé pour transférer une énergie à un milieu conducteur et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
US3393386A (en) * 1966-11-09 1968-07-16 Atomic Energy Commission Usa Semiconducting shunts for stabilizing superconducting magnet coils
DE1564762B1 (de) * 1966-11-19 1971-09-08 Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München Supraleitungsmagnetspule
US3613006A (en) * 1966-11-23 1971-10-12 Avco Corp Stable superconducting magnet
US3493475A (en) * 1967-02-13 1970-02-03 Gen Electric Method of forming cryotrons on rolled aluminum substrates
US3458842A (en) * 1967-06-19 1969-07-29 Avco Corp Superconducting magnet having dual conductors forming the turns thereof
US3504314A (en) * 1968-02-20 1970-03-31 Avco Corp Composite superconductive conductor
US3644988A (en) * 1968-02-20 1972-02-29 Avco Corp Method of fabricating composite superconductive conductor
US3503504A (en) * 1968-08-05 1970-03-31 Air Reduction Superconductive magnetic separator
US3521207A (en) * 1968-09-27 1970-07-21 Atomic Energy Commission Power supply for superconducting magnet
AT293506B (de) * 1968-12-04 1971-10-11 Kabel Metallwerke Ghh Anordnung zur Halterung eines oder mehrerer supraleitfähiger Leiterstränge im Innern eines tiefstgekühlten Kabels
FR2122741A5 (de) * 1971-01-21 1972-09-01 Comp Generale Electricite
FR2140298B1 (de) * 1971-06-09 1974-03-22 Commissariat Energie Atomique
US3737824A (en) * 1972-08-11 1973-06-05 Nasa Twisted multifilament superconductor
US3956724A (en) * 1972-11-16 1976-05-11 Westinghouse Electric Corporation Superconductive winding with cooling passages
GB2175134B (en) * 1985-03-25 1989-06-21 Sumskoe Proizv Ob Elektron Electromagnetic lens and electronic microscope using this electromagnetic lens
DE3532396A1 (de) * 1985-09-11 1987-03-19 Bruker Analytische Messtechnik Magnetspule
US6416215B1 (en) * 1999-12-14 2002-07-09 University Of Kentucky Research Foundation Pumping or mixing system using a levitating magnetic element
US6758593B1 (en) 2000-10-09 2004-07-06 Levtech, Inc. Pumping or mixing system using a levitating magnetic element, related system components, and related methods
US9922760B1 (en) 2016-11-21 2018-03-20 Nathaniel Martin Kite Selectively insulated electromagnet and electromagnet coil assembly

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2935694A (en) * 1955-10-31 1960-05-03 Gen Electric Superconducting circuits
US3056889A (en) * 1958-05-19 1962-10-02 Thompson Ramo Wooldridge Inc Heat-responsive superconductive devices
NL268547A (de) * 1960-08-29 1900-01-01

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907083A1 (de) * 1979-02-23 1980-08-28 Siemens Ag Magnetwicklung mit stabilisierten supraleitern

Also Published As

Publication number Publication date
GB1039357A (en) 1966-08-17
US3187235A (en) 1965-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1464308A1 (de) Supraleitfaehige Vorrichtung und Verfahren zum Isolieren derselben
EP0740315B1 (de) Supraleitende Spule
US3150291A (en) Incremental electrical method and apparatus for energizing high current superconducting electromagnetis
EP2202762B1 (de) Anordnung mit einem supraleitfähigen Kabel
DE1932086C3 (de) Aus Supraleitermaterial und bei der Betriebstemperatur des Supraleitermaterials elektrisch normalleitendem Metall zusammengesetzter Hohlleiter
EP2228806A1 (de) Anordnung zur Strombegrenzung
EP0288729B1 (de) Quenchausbreitungseinrichtung für einen supraleitenden Magneten
DE3405310A1 (de) Supraleitendes magnetsystem fuer den betrieb bei 13k
DE3829207C2 (de)
DE2165130A1 (de) Multiplex-Supraleiter mit Aluminiumüberzug
DE1292766B (de) Einrichtung zum kurzzeitigen Schwaechen eines starken Magnetfeldes
DE2123106B2 (de) Kühlvorrichtung für supraleitende Spulen
DE1912840A1 (de) Supraleiterkreis
EP2209129A1 (de) Anordnung zur Strombegrenzung
DE1490527B1 (de) Haltevorrichtung fuer schaltungsbausteine
DE3135177A1 (de) Supraleitender schalter
DE102014217250A1 (de) Supraleitende Spuleneinrichtung mit schaltbarem Leiterabschnitt sowie Verfahren zum Umschalten
Perot Construction and test of a synchrotron dipole model using Nb 3 Sn cable
EP0013399A1 (de) Anordnung zur Kühlung einer supraleitenden Magnetspulenwicklung
WO2019091842A1 (de) Rotor und maschine mit p-poliger rotorwicklung
DE1489738A1 (de) Supraleitende Spule
DE2327629A1 (de) Durchfuehrungsisolator fuer hochspannungseinrichtungen und verfahren zu seiner herstellung
GB862178A (en) Improvements in apparatus for controlling electric currents
DE1665721B2 (de) Supraleitendes Starkstromkabel
DE2056287C3 (de) Supraleitungsmagnetspule mit einer zwei- oder mehrpoligen Wicklung