RU2761157C1 - Сверхпроводниковое левитационное устройство (варианты) - Google Patents
Сверхпроводниковое левитационное устройство (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761157C1 RU2761157C1 RU2021109046A RU2021109046A RU2761157C1 RU 2761157 C1 RU2761157 C1 RU 2761157C1 RU 2021109046 A RU2021109046 A RU 2021109046A RU 2021109046 A RU2021109046 A RU 2021109046A RU 2761157 C1 RU2761157 C1 RU 2761157C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- superconductor
- magnetic
- cryostat
- generation
- levitation device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/04—Magnetic suspension or levitation for vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/10—Combination of electric propulsion and magnetic suspension or levitation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и транспортному машиностроению с использованием явления сверхпроводимости. Сверхпроводниковое левитационное устройство содержит стационарный магнитный рельс из постоянных магнитов и криостат на транспортном средстве с размещенным в криостате ленточным высокотемпературным сверхпроводником второго поколения, сложенным в виде стопки на немагнитный каркас или намотанным в виде катушки на немагнитный каркас. В охлажденном состоянии ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения на немагнитном каркасе проявляет сверхпроводящие свойства и, благодаря диамагнетизму, обусловленному эффектом Мейсснера-Оксенфельда, магнитное поле, созданное магнитным рельсом, вытесняется из ленточного высокотемпературного сверхпроводника второго поколения, вследствие чего возникает сила левитации и транспортное средство зависает над путевой структурой. В результате повышается эффективность сверхпроводникового левитационного устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретения относятся к электротехнике и транспортному машиностроению с использованием явления сверхпроводимости.
Известно левитационное устройство с использованием постоянных магнитов в сборке, предложенной Хальбахом K. (Halbach К. Design of permanent multipole magnets with oriented rare earth cobalt material // Nuclear instruments & methods - Elsevier, 1980. - Vol. 169, Iss. 1. - P. 1-10.
- ISSN 0029-554X - doi:10.1016/0029-554X(80)90094-4; Zhu Z., D. Howe Halbach permanent magnet machines and applications: a review // IET Electric Power Applications - UK: IET, 2001. - Vol. 148, Iss. 4. - P. 299-308.
- ISSN 1751-8660; 1751-8679; 1350-2352; 1359-7043 - doi: 10.1049/IP-EPA:20010479).
Левитационное устройство содержит магнитный рельс в виде полюса из постоянных магнитов, расположенного стационарно на путевой структуре, и бортовой полюс из постоянных магнитов, расположенный на транспортном средстве. Магнитные поля бортового полюса и магнитного рельса встречно направлены. В результате между магнитным рельсом и бортовым магнитным полюсом возникает сила отталкивания, и транспортное средство переходит в режим магнитостатической левитации.
Его недостатком является малая эффективность, поскольку постоянные магниты, даже на основе редкоземельных металлов, создают магнитные поля сравнительно низкой интенсивности и, кроме того, согласно теореме Ирншоу, такая магнитостатическая система неустойчива.
Известно сверхпроводниковое левитационное устройство, примененное в проекте "Кобра" (Stephan R., de Andrade Junior R., Ferreira A., Costa F., et al. Maglev-cobra: an urban transportation system For highly populated cityes. Transportation Systems and Technology. 2015; 1 (2): 16-25. doi: 10.17816/transsyst20151216-25). Данное устройство содержит магнитный рельс в виде полюса из постоянных магнитов, расположенного стационарно на путевой структуре, и криостата на борту транспортного средства. В криостате размещены массивные сверхпроводниковые образцы из иттриевой керамики IBCO.
При заливке в криостат криогенной жидкости массивные образцы из иттриевой керамики IBCO переходят в сверхпроводящее состояние и, как следствие, магнитное поле, создаваемое магнитным рельсом, выталкивается из объема образцов иттриевой керамики IBCO, благодаря эффекту Мейсснера-Оксенфельда. В результате возникает сила левитации, и транспортное средство зависает над путевой структурой.
Это техническое решение принято в качестве прототипа. Его недостатком является недостаточная эффективность, поскольку иттриевая керамика IBCO, как высокотемпературный сверхпроводник, имеет не высокие критические параметры.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности сверхпроводникового левитационного устройства за счет повышения диамагнитных свойств.
Технический результат достигается тем, что в сверхпроводниковом левитационном устройстве, содержащем стационарный магнитный рельс из постоянных магнитов и криостат на транспортном средстве с размещенным в криостате сверхпроводником, в качестве сверхпроводника используется ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения, сложенный стопкой на немагнитном каркасе.
Технический результат достигается тем, что в сверхпроводниковом левитационном устройстве, содержащем стационарный магнитный рельс из постоянных магнитов и криостат на транспортном средстве с размещенным в криостате сверхпроводником, в качестве сверхпроводника используется ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения, намотанный на немагнитный каркас.
Изобретения поясняются чертежами, где на Фиг. 1 изображен: 1 - магнитный рельс, 2 - постоянные магниты, 3 - криостат, 4 - ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения в виде стопки на немагнитном каркасе, а на Фиг. 2: 1 - магнитный рельс, 2 - постоянные магниты, 3 - криостат, 4 - ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения в виде катушки на немагнитном каркасе.
Сверхпроводниковое левитационное устройство содержит стационарный магнитный рельс 1 из постоянных магнитов 2 и криостат 3 на транспортном средстве с размещенным в криостате 3 сверхпроводником 4. В качестве сверхпроводника 4 может быть использован ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения, сложенный стопкой на немагнитном каркасе (Фиг. 1). В качестве сверхпроводника 4 может быть использован ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения, намотанный в виде катушки на немагнитный каркас (Фиг. 2).
Сверхпроводниковое левитационное устройство работает следующим образом.
Вначале производится захолаживание путем, например, заливки в криостат 3 криогенной жидкости, в частности, жидкого азота. Во время работы сверхпроводникового левитационного устройства обеспечивается его непрерывное криостатирование. Поскольку в охлажденном состоянии ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения 4 проявляет сверхпроводящие свойства, то, благодаря диамагнетизму ленточного высокотемпературного сверхпроводника второго поколения 4, обусловленному эффектом Мейсснера-Оксенфельда, магнитное поле, созданное магнитным рельсом 1, вытесняется из ленточного высокотемпературного сверхпроводника второго поколения 4, в результате чего возникает сила левитации и транспортное средство зависает над путевой структурой. Вследствие высоких критических параметров ленточного высокотемпературного сверхпроводника второго поколения имеет место повышенный диамагнитный эффект, вследствие укладки ленты в виде стопки на немагнитном каркасе (Фиг. 1) или намотки ленты виде катушки на немагнитный каркас (Фиг. 2) возникает высокая сила левитации и предлагаемое сверхпроводниковое левитационное устройство работает эффективнее, чем прототип.
При этом, как установлено экспериментально, достигается удельная сила левитации 100 кН/м3, что в 10 раз превышает удельную силу левитации, достигаемую в прототипе.
Claims (2)
1. Сверхпроводниковое левитационное устройство, содержащее стационарный магнитный рельс из постоянных магнитов и криостат на транспортном средстве с размещенным в криостате сверхпроводником, отличающееся тем, что в качестве сверхпроводника используется ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения, сложенный в виде стопки на немагнитном каркасе.
2. Сверхпроводниковое левитационное устройство, содержащее стационарный магнитный рельс из постоянных магнитов и криостат на транспортном средстве с размещенным в криостате сверхпроводником, отличающееся тем, что в качестве сверхпроводника используется ленточный высокотемпературный сверхпроводник второго поколения, намотанный в виде катушки на немагнитный каркас.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109046A RU2761157C1 (ru) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Сверхпроводниковое левитационное устройство (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109046A RU2761157C1 (ru) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Сверхпроводниковое левитационное устройство (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2761157C1 true RU2761157C1 (ru) | 2021-12-06 |
Family
ID=79174243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021109046A RU2761157C1 (ru) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Сверхпроводниковое левитационное устройство (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761157C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010006399A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Universidade Federal Do Rio De Janeiro - Ufrj | Multi articulated vehicle based on superconducting magnetic levitation |
US20100126374A1 (en) * | 2008-11-23 | 2010-05-27 | Qigen Ji | Magnetostatic levitation and propulsion systems for moving objects |
US20140266523A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Quantum Experience Ltd. | Superconducting Levitation Surfaces |
RU2579457C1 (ru) * | 2014-12-25 | 2016-04-10 | Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") | Многослойный блок из сверхпроводящих лент и способ его получения |
RU2647784C1 (ru) * | 2016-12-29 | 2018-03-19 | Непубличное акционерное общество "Научно - производственный центр "Транспортные инновационные технологии" (НАО "НПЦ "ТИТ") | Система магнитной левитации и боковой стабилизации магнитолевитационного транспортного средства |
WO2019037836A1 (en) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | Evico Gmbh | SUPERCONDUCTING MAGNETIC BEARING HAVING AN ELECTRO-CONDUCTIVE LAYER AS A CURRENT SHOCK ABSORBER |
CN110356243A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-22 | 成都睿逸谷科技有限责任公司 | 高温超导磁悬浮结构及高温超导带材磁悬浮列车 |
-
2021
- 2021-04-01 RU RU2021109046A patent/RU2761157C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010006399A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Universidade Federal Do Rio De Janeiro - Ufrj | Multi articulated vehicle based on superconducting magnetic levitation |
US20100126374A1 (en) * | 2008-11-23 | 2010-05-27 | Qigen Ji | Magnetostatic levitation and propulsion systems for moving objects |
US20140266523A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Quantum Experience Ltd. | Superconducting Levitation Surfaces |
RU2579457C1 (ru) * | 2014-12-25 | 2016-04-10 | Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") | Многослойный блок из сверхпроводящих лент и способ его получения |
RU2647784C1 (ru) * | 2016-12-29 | 2018-03-19 | Непубличное акционерное общество "Научно - производственный центр "Транспортные инновационные технологии" (НАО "НПЦ "ТИТ") | Система магнитной левитации и боковой стабилизации магнитолевитационного транспортного средства |
WO2019037836A1 (en) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | Evico Gmbh | SUPERCONDUCTING MAGNETIC BEARING HAVING AN ELECTRO-CONDUCTIVE LAYER AS A CURRENT SHOCK ABSORBER |
CN110356243A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-22 | 成都睿逸谷科技有限责任公司 | 高温超导磁悬浮结构及高温超导带材磁悬浮列车 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bernstein et al. | Superconducting magnetic levitation: principle, materials, physics and models | |
Hull et al. | Applications of bulk high-temperature superconductors | |
Coombs | Superconducting flux pumps | |
US20160094093A1 (en) | Superconductive electric motor and generator | |
Abin et al. | Relaxation of levitation force of a stack of HTS tapes | |
Osipov et al. | Investigation of HTS tape stacks for levitation applications | |
RU2761157C1 (ru) | Сверхпроводниковое левитационное устройство (варианты) | |
Terai et al. | The R&D project of HTS magnets for the superconducting maglev | |
Kiyoshi et al. | Magnetic flux concentrator using Gd-Ba-Cu-O bulk superconductors | |
CN102075064B (zh) | 提高高场大电流电磁弹射力的被射体的电磁作用装置 | |
Hong et al. | Study on different YBCO bulk arrangements with a fan-shaped electromagnetic guideway of HTS maglev | |
Senba et al. | Characteristics of an electromagnetic levitation system using a bulk superconductor | |
Du et al. | Feasibility study of a dc linear motor based on the magnet track of high-temperature superconducting maglev | |
Takao et al. | Increase of levitation properties on magnetic levitation system using magnetic shielding effect of GdBCO bulk superconductor | |
Fujimoto | Technical issues of a high-Tc superconducting bulk magnet | |
Li et al. | Static Levitation force and its thickness dependence in HTS tape stack system | |
JPH08182116A (ja) | 磁気浮上体の走行する磁石軌道およびその走行方法 | |
Antonov | Levitation and Lateral Stabilization Device Based on a Second-Generation High-Temperature Superconductor | |
Yokoyama et al. | Development of a small-size superconducting bulk magnet system using a 13 K refrigerator | |
Fujimoto et al. | Superconducting bulk magnets for magnetic levitation systems | |
Fujimoto et al. | Preliminary study of superconducting bulk magnets for Maglev | |
Werfel et al. | Next generation of HTS magnetic application: HTS bulk and coil interaction | |
Zheng et al. | Levitation capability of a bulk YBa2Cu3O7-x with NdFeB guideway by two magnetization methods | |
Kamijo et al. | Case study of high-Tc superconducting bulk magnets for Maglev | |
Murakami | Recent progress in the applications of bulk high temperature superconductors |