Сверхпроводящие магниты; сверхпроводящие катушки – H01F 6/00

Изобретение относится к электротехнике, к ограничителям тока повреждения. Технический результат состоит в экономичной и эффективном повышении качества электрического тока путем уменьшения гармонических искажений. Способ качественного улучшения тока включает этапы, на которых пропускают первичный ток (1) через первичную обмотку (2), обеспечивают связь вторичной обмотки (3) с первичной обмоткой (2) через общий магнитный поток. Вторичная обмотка (3) содержит сверхпроводник, выполненный с возможностью ослабления. Ослабление вызывает переход сверхпроводника из состояния сверхпроводимости с низким сопротивлением в ослабленное состояние с высоким сопротивлением, и направляют большую часть (8) общего магнитного потока первичной обмотки (2) и вторичной обмотки (3) в ферромагнитную среду (5а). При ослаблении общий магнитный поток перенаправляют таким образом, что в ослабленном состоянии с высоким сопротивлением сверхпроводника большая часть (17) общего магнитного потока направляется снаружи ферромагнитной среды (5а). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к проводниковым системам резистивных переключающих элементов. Технический результат состоит в повышении электрической прочности, уменьшении индуктивности и потерь в переменном поле и улучшении охлаждения. Проводниковая система (1А) для резистивного переключательного элемента содержит по меньшей мере одну первую и одну вторую связку (10, 20, 30) проводников, расположены в общей плоскости смежно друг с другом, изолированно друг от друга. Связки (10, 20, 30) проводников имеют каждая две проходящие параллельно, образующие бифилярную конструкцию проводниковые части (11, 12, 21, 22, 31, 32) по меньшей мере из одной сверхпроводящей ленты (2). Связки (10, 20, 30) проводников сформированы в обмотку катушки, витки которой проходят в основном в виде спирали и изолированы друг от друга с помощью распорки (3). 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к оборудованию для генерирования магнитного поля. Технический результат состоит в уменьшении потерь переменного тока. Сборка (100) сверхпроводящих катушек, в которой множество блоков (110) катушек, выполненных из сверхпроводящего материала, расположено коаксиально по отношению к одному и тому же направлению, включающая в себя элементы (121) регулирования магнитного поля, выполненные из феррита, порошкового металлического сердечника или порошка пермендюра, которые имеют более высокую магнитную проницаемость, чем сверхпроводящий материал, и расположены вблизи от блоков катушек. Элементы регулирования магнитного поля имеют форму кольца с осью, коаксиальной по отношению к каждой оси блоков катушек. Внутренние кольцевые элементы, размещенные в диаметральном направлении на внутренних сторонах элементов регулирования магнитного поля, и внешние кольцевые элементы, размещенные отдельно в диаметральном направлении на внешних сторонах элементов регулирования магнитного поля, больше, чем элементы регулирования магнитного поля в аксиальном направлении. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ограничения тока замыкания токов замыкания от низкого до сверхвысокого напряжений. Технический результат состоит в улучшении охлаждения. Ограничитель тока замыкания (FCL) включает набор стоек (1) с высокой проницаемостью для совместного ограничения сердечника для FCL. Катушка (2) по постоянному току в целях насыщения части стоек (1) с высокой проницаемостью окружает всю конструкцию снаружи замкнутого пространства в форме кожуха (3). Кожух (3) содержит диэлектрическую изолирующую среду (4). Катушки (5) по переменному току для переноса переменного тока намотаны на изолирующие каркасы (6) и электрически соединены друг с другом таким образом, что направления магнитного поля, созданного каждой катушкой (5) по переменному току в соответствующем сердечнике с высокой проницаемостью, являются противоположными. Предусмотрены также изолирующие барьеры (7) между фазами, которые улучшают диэлектрические пробойные свойства диэлектрической среды. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 45 ил., 3 табл.

Изобретение относится к физике плазмы. Левитирующий квадруполь содержит вакуумную камеру и сообщающийся с ней цилиндрический отсек в нижней части камеры, в котором на подъемном элементе размещены соосно на расстоянии друг от друга по вертикали две кольцевой формы миксины, каждая в виде катушки из сверхпроводящего материала. Снаружи цилиндрического отсека соосно миксинам размещен соленоид, предназначенный для образования магнитного потока, проходящего через сечения указанных миксин. Устройство охлаждения предназначено для перевода миксин в сверхпроводящее состояние и захвата миксинами магнитного потока, а источник питания соленоида - для формирования в миксинах в сверхпроводящем состоянии магнитного поля. Снаружи или внутри камеры соосно с обеими миксинами и с вертикальной осью камеры закреплена катушка из сверхпроводящего материала, предназначенная для формирования магнитного поля, необходимого для компенсации гравитационного воздействия на две указанные охлажденные миксины, компенсации их магнитного притяжения и для корректировки магнитного поля квадруполя. Имеется механизм для перемещения охлажденных миксин из отсека в полость камеры при отключенном соленоиде до уровня, при котором плоскость, проходящая через указанную катушку перпендикулярно вертикальной оси камеры, размещена между плоскостями, проходящими через указанные миксины перпендикулярно вертикальной оси камеры. В катушке из сверхпроводящего материала направление тока противоположно направлению тока в обеих миксинах. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области энергетики и транспорта, а именно к аккумуляторным источникам электроэнергии для питания тяговых электродвигателей. Устройство содержит сверхпроводящий накопительный контур в виде короткозамкнутого соленоида. Обмотка соленоида образована расположенными на общей оси N парами. Пары состоят из обмоток основных и концентрически вложенных в них обмоток согласующих соленоидов. Замыкает накопительный контур программируемая многовентильная система. Технический результат заключается в обеспечении высокой мощности и динамичности распределения энергии. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к системам хранения энергии. Технический результат состоит в экономии средств. Согласно изобретению в устройстве хранения энергии энергию запасают сжатием метастабильного вырожденного электронного ферми-газа, содержащегося в сжатом металлическом базовом материале, таком как литий, в ячейке высокого давления, который подвергают воздействию магнитного поля для дальнейшего сжатия метастабильного вырожденного электронного газа, которое заставляет связанное с ним магнитное поле увеличиваться, тем самым дополнительно сжимая метастабильный вырожденный электронный ферми-газ, который поглощает теплоту. Это приводит к падению его температуры. Энергию можно извлекать из системы, давая возможность метастабильному вырожденному электронному ферми-газу расширяться в противодействие сжимающему магнитному полю. Литий предварительно сжимают перед его криогенным охлаждением. Криогенное охлаждение несжатого лития вызывает его переход из состояния объемно-центрированной кубической кристаллической структуры в состояние кристаллической структуры 9R/Hex с образованием трещин, вызванных разницей в размерах между этими двумя структурными состояниями. Чтобы предотвратить это, предварительно сжимают литий, чтобы создать припуск для объема пузыря метастабильного электронного ферми-газа, который будет создан позднее. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система охлаждения компонента содержит емкость для компонента, которая выполнена с возможностью по меньшей мере частичного заполнения переохлажденной жидкостью с первым давлением и с первой температурой, криогенную систему для поддержания в емкости для компонента по существу первой температуры, которая включает систему теплообмена, термически связанную с, по меньшей мере, участком емкости для компонента, система теплообмена, по меньшей мере, частично заполнена второй насыщенной жидкостью с вторым давлением и с по существу первой температурой, и емкость для криостата. Емкость для криостата связана по текучей среде с системой теплообмена, чтобы обеспечить безнасосное перемещение второй насыщенной жидкости между системой теплообмена и емкостью для криостата, который расположен в емкости для криостата. Буферная емкость выполнена с возможностью, по меньшей мере, частичного заполнения первой насыщенной жидкостью с второй температурой. Система нагрева выполнена с возможностью нагрева первой насыщенной жидкости в буферной емкости для поддержания первого давления в емкости для компонента. Использование данной группы изобретений позволяет уменьшить время восстановления системы при обеспечении гибкого диапазона рабочих температур. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к синхронным машинам индукторного типа со сверхпроводящей катушкой. Технический результат состоит в уменьшении размеров. Устройство со сверхпроводящей катушкой включает в себя цилиндрический контейнер для катушки, который имеет внутреннюю окружную поверхность и наружную окружную поверхность. Сверхпроводящую катушку хранят в охлаждаемом контейнере для катушки так, что на внутреннюю окружную поверхность навит сверхпроводящий элемент. Столбчатое магнитное тело крепят к внутренней окружной поверхности контейнера для катушки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении времени отклика и обеспечении возможности управления им. Электротехническое устройство для ограничения тока содержит первичную обмотку, вторичную обмотку, содержащую подавляемый сверхпроводник, характеризующийся переходом из состояния с низким сопротивлением в состояние с высоким сопротивлением при превышении электрическим током критического значения. Вторичная обмотка связана с первичной обмоткой общей частью магнитного потока. Вторичная обмотка дополнительно содержит металлический элемент (6), создающий замкнутый контур, и криостат (5), обеспечивающий охлаждение вторичной обмотки. Кроме того, она содержит, по меньшей мере, один элемент (3), размещенный на значительной части неподавляемого проводника, характеризующегося минимальной зависимостью своего сопротивления от тока и магнитного поля, и часть подавляемого сверхпроводника. По меньшей мере, один виток неподавляемого проводника (3) и подавляемого сверхпроводника (2) электрически соединены последовательно, образуя замкнутый контур. 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к теплостабилизированным сверхпроводникам на основе соединения Nb₃Sn и способах их изготовления. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей теплоизолированного сверхпроводника за счет наличия в сверхпроводнике редкоземельного интерметаллида, обладающего экстремально высокой теплоемкостью при гелиевых температурах, что позволяет в 5-6 раз поднять среднюю теплоемкость сверхпроводника. Теплостабилизированный сверхпроводник на основе соединения Nb₃Sn выполнен в виде матрицы из металла или сплава, содержащей волокна сверхпроводящего материала, металлических трубок, заполненных соединением из редкоземельного металла с экстремально высокой теплоемкостью при низких температурах, наружного полого медного цилиндра и размещенной между матрицей и наружным полым медным цилиндром соосно с ними тонкой цилиндрической оболочки из тантала и/или ниобия, причем металлические трубки расположены плотно друг к другу в зазоре в первом варианте между цилиндром и оболочкой или во втором варианте в зазоре, выполненном в радиальном направлении в стенке цилиндра. Описаны способы изготовления таких теплостабилизированных сверхпроводников. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области сверхпроводящей техники, в частности к катушечным обмоткам. Предложенную седловидную катушечную обмотку (3) формуют из плоской формы катушки типа беговой дорожки на трубчатой боковой поверхности (Mf) так, что она содержит аксиально проходящие на продольной стороне участки обмотки (3а) и проходящие между ними на торцовых сторонах участки обмотки (3b, 3с), образующие лобовые части обмотки. Отдельные витки (W_i) катушечной обмотки должны выполняться с по меньшей мере одним ленточным сверхпроводником (5), в частности с сверхпроводящим материалом с высокой критической температурой Т_c, который своей узкой стороной (5а) обращен к трубчатой боковой поверхности (Mf). Для избежания недопустимых механических нагрузок проводника при формовании катушки, витки (W_i) в седловидной форме должны соответственно иметь длину периметра (U), которая осталась практически неизменной по сравнению с таковой в плоской форме катушки. Технический результат изобретения заключается в эффективном использовании сверхпроводящего материала из готовых ленточных проводников при компактном расположении обмотки так, что может достигаться соответственно меньший диаметр области, образующей трубчатую боковую поверхность. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области прикладной сверхпроводимости и может быть использовано при изготовлении сверхпроводников для сильно механически нагруженных сверхпроводящих обмоток, работающих в переменных режимах, например сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии, дипольных и квадрупольных магнитов для ускорителей заряженных частиц. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей сверхпроводника за счет увеличения его теплопоглощающей способности. Для этого теплостабилизированный сверхпроводник выполняют в виде матрицы из металла или сплава, содержащей волокна сверхпроводящего материала и соединение из редкоземельных металлов с экстремально высокой теплоемкостью при низких температурах. При этом сверхпроводник содержит, по меньшей мере, две металлические трубки произвольного поперечного сечения, заполненные соединением из редкоземельных металлов, а расстояние между трубками составляет не менее двух линейных размеров трубки, и сверхпроводник имеет наружную оболочку из металла с высокими проводящими свойствами. Трубки с соединением из редкоземельных металлов могут быть распределены как по сечению сверхпроводника как в матрице, так и в оболочке. 4 ил.

Способ и устройство для его реализации предназначены для использования в электротехнике. В способе изменения количества энергии в магнитной системе изменяют ток, по крайней мере, в одной паре обмоток магнитной катушки, причем в одной обмотке изменяют электрический ток одного направления вектора плотности тока, а в другой обмотке изменяют электрический ток противоположного направления вектора плотности тока. Устройство содержит магнитную катушку, содержащую, по крайней мере, один магнит с обмоткой. При этом магнитная система содержит, по крайней мере, еще одну обмотку, при этом, по крайней мере, две обмотки выполнены с возможностью соединяться в одну пару обмоток и выполнены с возможностью парой запитываться токами противоположных направлений, причем предусмотрена возможность ввода энергии, по крайней мере, в одну пару обмоток и вывода энергии, по крайней мере, из одной пары обмоток. Изобретение обеспечивает эффективность изменения параметров магнитной системы. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к сверхпроводящим электромагнитам для их переключения в режим незатухающего тока с использованием съемного токопровода. Технический результат заключается в обеспечении эффективного, точного и безопасного соединения токопровода сврхпрповодящего магнита. Устройство сверхпроводящего магнита содержит сверхпроводящую катушку, охлаждаемую в вакуумном контейнере. Первый токопровод фиксируется внутри вакуумного контейнера. Его один конец подсоединен к сверхпроводящей катушке, а другой имеет контактный участок провода. Второй токопровод проходит через сквозное отверстие, предусмотренное в вакуумном контейнере с сохранением герметичности. Его один конец подсоединен к линии провода, ведущей к внешнему источнику тока возбуждения, а другой его конец имеет участок присоединения/отсоединения установлен на контактном участке провода с возможностью съема. Устройство выполнено с возможностью переключения в режим незатухающего тока посредством электрического тока, подаваемого от внешнего источника тока возбуждения, когда вышеупомянутый участок присоединения/отсоединения находится в контакте с контактным участком провода, и с возможностью поддержания режима незатухающего тока после его отделения от контактного участка провода. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области прикладной сверхпроводимости и может быть использовано для изготовления сверхпроводников при сильно механически нагруженных сверхпроводящих обмоток (с напряжением проводника больше 100 МПа при работе), а также для сверхпроводящих обмоток и устройств, работающих в переменных режимах, например сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии, дипольных и квадрупольных магнитов для ускорителей заряженных частиц. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей комбинированного сверхпроводника. Комбинированный сверхпроводник содержит волокна из сверхпроводящего материала в матрице из металла с высокими проводящими свойствами, например из меди, и редкоземельный интерметаллид с экстремально высокой теплоемкостью при низких температурах. Комбинированный сверхпроводник снабжен металлической оболочкой, внутри которой расположен редкоземельный интерметаллид, указанные провода и проводник спаяны. Металлическая оболочка может быть выполнена в виде полого цилиндрического проводника или плоской ленты с внутренней полой прослойкой, полости которых предназначены для расположения в ней редкоземельного интерметаллида. Комбинированный сверхпроводник выполняют в виде нескольких сверхпроводящих многоволоконных композитных проводов, скрученных вокруг полого цилиндрического проводника с редкоземельным интерметаллидом во внутренней полости. Комбинированный сверхпроводник выполняют в виде сплющенной одноповивной скрутки из нескольких сверхпроводящих многоволоконных композитных проводов и нескольких полых цилиндрических проводников того же диаметра с расположенным внутри интерметаллидом, меняющихся в скрутке поочередно. Проводник выполнен прямоугольного поперечного сечения с продольной канавкой из металла с высокими проводящими свойствами. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к электрофизике, к области сверхсильных импульсных магнитных систем, используемых в разгонных устройствах транспортных устройств, физике твердого тела и физике высоких энергий. Технический результат заключается в повышении КПД. Сверхсильный импульсный магнит содержит металлический цилиндрический вкладыш, коаксиально расположенный относительно него вспомогательный сверхпроводящий соленоид, выводы которого подключены к регулируемому источнику ЭДС. Параллельно им подсоединен управляемый сверхпроводящий ключ, цепь из последовательно соединенных конденсаторной батареи и коммутатора, проводящий цилиндр, в котором размещен металлический цилиндрический вкладыш, причем конденсаторная батарея, своим положительным зажимом присоединена к проводящему цилиндру, а отрицательным - к коммутатору, который другим зажимом присоединен к металлическому цилиндрическому вкладышу. Нижние торцы металлического цилиндрического вкладыша и проводящего цилиндра герметично заделаны в пазах диэлектрического кольца. Полость, образованная внутренней стенкой проводящего цилиндра и наружной стенкой металлического вкладыша, заполнена жидкостью. 1 ил.

Изобретение относится к высоковольтным ускорителям заряженных частиц и используется в качестве источника ионизирующего излучения для радиационно-химических процессов. Устройство для облучения содержит высоковольтный трансформатор-выпрямитель, включающий высоковольтный трансформатор, состоящий из магнитопровода, стержни с первичной обмоткой которого заключены в электростатические экраны, секционированную вторичную обмотку, выпрямительные элементы, включенные между секциями вторичной обмотки, ускорительную трубку с источником заряженных частиц, экран безопасности, внутри экрана безопасности установлена компенсирующая катушка с возможностью нахождения осевой составляющей магнитного поля в противофазе вектору поля, смещающего пучок заряженных частиц с оси ускорительной трубки. Способ корректировки положения пучка устройства для облучения включает создание высоковольтным трансформатором-выпрямителем высоковольтного ускоряющего потенциала, инициирование потока заряженных частиц в источнике заряженных частиц, ускорение потока заряженных частиц в секционированной ускорительной трубке, формирование пучка заряженных частиц, при этом создают дополнительное магнитное поле компенсирующими катушками, установленными на внутренней поверхности экрана безопасности. Изобретение позволяет корректировать положение пучка заряженных частиц в ускорительной трубке, повысить надежность и упростить конструкцию устройства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области прикладной сверхпроводимости и может быть использовано при изготовлении механически нагруженных сверхпроводящих обмоток с напряжением проводника больше 100 МПа при работе, а также сверхпроводящих обмоток и устройств, работающих в переменных режимах, например сверхпроводящих магнитов для ускорителей заряженных частиц и сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии. Техническим результатом является повышение рабочих характеристик сверхпроводящих обмоток, работающих в переменных режимах. Способ изготовления сверхпроводящих обмоток заключается в использовании в качестве наполнителя жидкой эпоксидной смолы с мелкодисперсным порошком редкоземельного интерметаллида, например HoCu₂ (гольмий-медь) или CeCu₆ (церий-медь). Концентрацию наполнителя выбирают в диапазоне 20% - 50% от объема смеси с жидкой эпоксидной смолой. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.