Сверхпроводящая магнитная опора Советский патент 1993 года по МПК H01L39/16 

Изобретение относмтся к области верхпроводящего приборостроения и моет быть использовано в сверхпроводящих стройствах для бесконтактной опоры повижных элементов.

. Известно устройство магнитной поушки, основанной на эффекте диамагнитного отталкивания. Принцип действия этого стройства состоит в том, что между сплошным (массивным) сверхпроводником как идеальным диамагнетиком (опорным элементом) и постоянным магнитом, расположенным над сверхпроводником, возникает магнитное отталкивание, которое может равновесить силу тяжести. При изменении направления силы тяжести по отношению к бЬи, направленной от неподвижного к свободному магнитному элементу этот способ принципиально не позволяет обеспечить устойчивое парение с одним oпopны f элементом.

Наиболее близкой по технической сущности является магнитная подвеска, содержащая магнитносвязанные подвижные и неподвижные элементы в виде двухвязного сверхпроводника, основанная на магнитном, взаимодействии двух сверхпроводящих короткозамкнутых контуров, запитанных неодинаковыми замороженными магнитными потоками. Особенности этого взаимодействия сводятся к следующему: при уменьшении, зазора магнитное притяжение увеличивается, достигает максималь; него значения, уменьшается и, пройдя через ноль, превращается в магнитное отталкивание. Однако зто устройство не обеспечивает Ч/стойчивое парение а зоне магнитного отталкивания (еозникает неустойчивость в направлении, перпендикулярном направлению магнитнбй-силы, и по углу между магнитными осями, что свойственно двум магнитно отталкивающимся телам). Поэтому устройство неработоспособно при изменении направления силы тяжести по отношению к оси, направленной от неподвижного к свободному магнитному элементу, что снижает ею надежность.

Целью изобретений является устранение этого недостатка, т.е. повышение устойчивости, а значит, и надежности.

Цель достигается тем. что в сверхпроводящей магнитной опоре, сод.ержащей магнитносвязэнные подвижный и неподвижный элементы в виде двухсрязного сверхпроводника, подвижный элемент выполнен в виде трех взаимно перпендикулярных электрически не соединенных двухсвязных сверхпроводников, например сверхпроводящих колец.

Схема устройства показана на фиг.1. Оно содержит опору 1. неподвижное сверхпроводящее кольцо 2, подвижный элемент из трех жестко связанных злектрически не соединенных взаимно перпендикулярных сверхпроводящих колец 3,4,5 тепловой ключ 6. источник питания 7; Р магнитная сила; G - сила тяжести,; R - расстояние. На фиг.2 показан график зависимости силы Р от R (силы отталкивания условно считаются положительными). На фиг.З показано смещенное положение подвижного элемента и возникающие при этом магнитные силы; РСТ и Мет - стабилизирующая магнитная сила и стабилизирующий механический момент магнитной природы. Устройство работает следующим образом. Подвижный элемент устанавливается над кольцом 2 в положении соосности колец

5 и 2 на расстоянии R RI RO. Тепловым ключом 6 кольцо 5 переводится из сверхпроводящего в нормальное состояние. При этом в кольце 2 источником 7 возбуждается незатухающий ток, после чего ключ 6 в-ыключается, и кольцо 5 возвращается в сверхпроводящее состояние. С кольцом 5 сцеплен магнитный поток (часть магнитного потока кольца 2), сверхпроводящие кольца 3 и 4 имеют нулевые магнитные потоки - их плоскости

перпендикулярны плоскости кольца 2.

В положении R Ri Но сила Р равна нулю (ток в кольце 5 равен нулю), при изменении положения подвижного элемента в вертикальном направлении кольцо 5 попадает в зоны различной плотности магнитного поля кольца 2. Так как полный магнитный поток замкнутого сверхпроводящего кольца является постоянным (замороженным), в кольце 5 при этом возникают токи, а значит,.

и появляется магнитная сила. При харэктер силы Р будет отталкивающим, при - притягивающим, что отражено на фиг.2. На некотором расстоянии R RO Ri магнитная сила отталкивания Р уравновеш/.аает силу тяжести. Это положение будет положением равновесия.

В смещенном по.пожении. показанном на фь-г.З, возникают магнитные силы за счет

взаимодействия токов в кольцах 5 и 2, а также в кольцах 4 и 2. Первые из них дестабилизирующие, вторые - наоборот, стабилизирующие в силу того, что в смещенном положении в кольце 4 возникают токи,

препятствующие проникновению магнитного поля в кольцо 4 (его полый поток раввн нулю).

Если подвижный элемонт смрщяет в направлении, перпендикулярног.- смещению на рис.3, возникают г..щ.чч кнцля сила

и момент Мет за счет магнитного взаимодействия токов колец 3 и 2,

При смещении в произвольном направлении подвижного элемента указанные стабилизирующие эффекты действуют совместно.

Таким образом, выполнением подвижного элемента в виде трех взаимно перпендикулярных сверхпроводящих колец

Формула изобретения

СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ. МАГНИТНАЯ ОПОРА, содержащая магнитно-связанные подвижный и неподвижный элементы в виде двухсвязного сверхпроводика, отличаюдостигается устойчивость свободного положения подвижного элемента в зоне магнитных сил, имеющих характер отталкивания.

(56) Аркадьев В.К. Избранные труды М-Л.; 1970, с. 331.

. Авторское свидетельство СССР N; 642664, кл. G 01 V 7/02, 1977.

щаяся тем, что, , с целью повышения устойчивости, подвижный элемент выполнен в виде трех взаимно перпендикуляр ных электрически несоединенных дёУхб1язанных сверхпроводников.

,

/.

R

MCT

Фив. J