со а оso on
4four
елate
со Изобретение относитс к электротехнике , в частности к сверхпровод щим обмоточным проводам дл магнитны систем с переменным магнитным полем Цель изобретени - улучиить работоспособность провода в измен ющихс магнитных пол х путем уменьшени величины мощности потерь энергии. На чертеже представлена схема предлагаемого сверхпровод щего про;вода , фрагмент, поперечное сечение. Провод содержит сверхпровод пСе волокно 1, оболочку 2 из резистивного материала, например из сплава меди с марганцем, матрицу из нормально провод щего материала 3 с высокими тепло- и электропроводностью, осевой сердечник иэ резистивного материала 4, охлаждаемую поверхность провода d - диаметр сверхпровод щих волокон; Д - толщина резистивных оболочек ка одого волокна; h - толщина матричного материала междусло ми волокон в рези стивной оболочке; R, - радиус сердечника из резисти вного материала; Rp - радиус сверхпровод щего провода . Сверхпровод щий провод содержит осевой сердечник на основе резистив ного материала, вокруг которого рас положены продольно ориентированные сверхпровод щие волокна в матрице иэ нормально провод щего материала с высокими тепло- и электропроводностью , заключенные в оболочки из реэистивного материала, например из сплава меди с марганцем, причем волокна раэмещены в поперечном сечени провода в виде радиально ориентированных слоев от сердечника до периферии провода, а материал матрицы расположен между каждыми одним или двум указанными сло ми сверхпровод щих волокон. Дл работы сверхпров переменных магни вод щего провода ных пол х при частотах не менее 50 Г с амплитудной не менее 2 Тл геометрические параметры компонентов пров да св заны между собой соотношением R 2б h+d4-26 провод щего провода; Д - толщина резистивных оболочек каждого волокна; d - диаметр сверхпровод щих волокон; h - толщина матричного материала между сло ми волокон в резистивной оболочке . Улучшение работоспособности сверхпровод щего провода в переменных магнитных пол х обеспечиваетс эа счет понижени эффективной проводимости матрицы. При этом толщина насьщ1енного сло , в котором сверхпровод п1ие волокна несут критический ток в одном направлении, определ етс радиальной эффективной проводимостью матрицы. Введение радиальных слоев иэ материала с высокой теплои электропроводностью, необходимое дл улучшени условий теплоотвода выдел емой в волокнах мощности и захода тока в провод, вместе с тем существенно повышает радиальную проводимость провода, привод к повышению кооперативных потерь и тЬлщины сло насыщени . Дл устранени указанного отрицательного эффекта сердцевина провода из реэистивного материала должна иметь размеры, при которых радиальна проводимость между наиболее удаленными волокнами в сечении провода не превосходила тангенциальной проводимости матрицы, т.е. дл работы провода в конкретно заданных услови х должно выполн тьс приведенное выше соотношение между геометрическими размерами отдельных компонентов провода. Примером конкретного выполнени вл етс сверхпровод щий провод со апедующими численными параметрами: ,з мкм, ,17 мкм; h 0,33 мкм, электропроводность матричного материала (3) 1,5-10 1/ОмМ, электропроводность резистизного материала (2,4) 2-10 1/Ом-м, 0,3- 10 м, коэффициент заполнени провода сверхпроводником (сплавом ниобий-титан) равен 25%, шаг твистировани провода 2 мм, критическа плотность тока по сверхпроводнику достигала ЗЧО А/м при 4,2 К. При указанных параметрах сверхпровод щий провод при частоте 50 Гц остаетс работоспособным до амплитуд магнитного пол пор дка 4 Тл, име мощность тепловыделений (потерь энергии ) 0,28 Вт/см при амплитуде магнитного пол 2 Тл.The invention relates to electrical engineering, in particular, to superconducting winding wires for magnetic systems with a variable magnetic field. The purpose of the invention is to improve wire performance in varying magnetic fields by reducing the amount of power loss of energy. The drawing shows the scheme of the proposed superconducting pro, water, fragment, cross section. The wire contains pse superconducting fiber 1, a shell 2 of resistive material, for example copper alloy with manganese, a matrix of normally conductive material 3 with high thermal and electrical conductivity, an axial core of resistive material 4, a cooled surface of the wire d is the diameter of superconducting fibers ; E is the thickness of the resistive shells of each fiber; h is the thickness of the matrix material between the fibers in the resistive casing; R, is the radius of the core of resistive material; Rp is the radius of the superconducting wire. A superconducting wire contains an axial core based on a resistive material, around which are arranged longitudinally oriented superconducting fibers in a matrix of normally conductive material with high thermal and electrical conductivity, enclosed in sheaths of a resistive material, for example copper alloy with manganese, the fibers are located in the cross section of the wire in the form of radially oriented layers from the core to the periphery of the wire, and the matrix material is located between every one or two of these layers of superconducting fibers. For the operation of superconducting variable wired magnesium fields at frequencies of at least 50 G with an amplitude of at least 2 T, the geometrical parameters of the components of the wire are interconnected by the ratio R 2b h + d4-26 of the conductive wire; D is the thickness of the resistive shells of each fiber; d is the diameter of superconducting fibers; h is the thickness of the matrix material between the layers of fibers in the resistive shell. Improving the performance of the superconducting wire in alternating magnetic fields is achieved by reducing the effective conductivity of the matrix. In this case, the thickness of the dense layer, in which the superconducting fibers, carry the critical current in one direction, is determined by the radial effective conductivity of the matrix. The introduction of radial layers of a material with high thermal conductivity, which is necessary to improve the conditions of heat removal of the power released in the fibers and the current flow into the wire, at the same time significantly increases the radial conductivity of the wire, leading to an increase in cooperative loss and saturation layer thickness. To eliminate this negative effect, the core of the wire from the resistive material must have dimensions at which the radial conductivity between the outermost fibers in the wire section does not exceed the tangential conductivity of the matrix, i.e. To operate the wire under specified conditions, the above relation between the geometric dimensions of the individual components of the wire must be satisfied. An example of a specific embodiment is a superconducting wire with inserting numerical parameters:, 3 µm,, 17 µm; h 0.33 µm, the electrical conductivity of the matrix material (3) 1.5-10 1 / OhmM, the electrical conductivity of the resistive material (2.4) 2-10 1 / Ohm-m, 0.3-10 m, the fill factor of the wire with a superconductor ( niobium-titanium alloy is equal to 25%, wire twist pitch is 2 mm, the critical current density through the superconductor reaches the SCF A / m at 4.2 K. At the indicated parameters, the superconducting wire at a frequency of 50 Hz remains operable up to magnetic field amplitudes of about 4 T, having the power of heat release (energy loss) of 0.28 W / cm with the amplitude of the magnetic field of 2 T.