[实用新型]一种波长可变的高温超导环形磁通泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及高温超导材料充磁装置设计技术领域，具体涉及一种波长可变的高温超导环形磁通泵。

背景技术

高温超导材料能够捕获很强的磁场。现有技术中的高温超导材料充磁时通常采用一个大型的线圈磁体产生强背景磁场，使得高温超导材料在背景磁场中捕获磁通。其工作原理详述如下：单相线圈磁体所产生的驻波磁场在空间区域分布均匀，随着磁场强度的增加，磁通在超导外部区域增强，在超导体外部和内部之间造成磁压力，这个磁压力帮助大量的磁通量子通过克服超导材料的钉扎力，使磁通进入到超导体内部。这种充磁方法虽有效但不经济实用，依照现有技术，为达到上述技术目的以产生足够强的强磁场，通常需要采用大型的线圈磁体和大功率的单相电源，能量转换效率极低，例如：一个产生1.0T以上驻波磁场的铜线圈磁体通常质量为几十公斤，磁体直径为几十厘米；此外，庞大的线圈磁体充磁装置不适于对于已安装到设备内部的高温超导材料进行免拆卸充磁，因为这些高温超导材料通常已经被紧凑的安装到有真空绝热层的低温杜瓦中，现有技术中通常采用将大型线圈磁体放置在包含低温杜瓦在内的低温系统之外为高温超导材料充磁，因此必需产生足够强的磁场才能达到理想的充磁效果，但因此带来的磁场能量不集中、及充磁效率低、充磁能耗过大等技术问题成为困扰本领域技术人员的一个突出的技术问题。此外，过强的磁场散发到外围空间中会对操作过程的安全性造成一定的风险，一但疏忽就易导致安全责任事故的发生，危险系数较高。进一步的，由于不得不采用大型线圈作为充磁的核心部件，使用时线圈需要接通几个安培的直流电流，会将大部分电能转化为不需要的热能，进而导致能量转化率低，系统耗电量过高，如何做到节能降耗亦成为一个亟待解决的技术问题。因此，研发出一款小型高效低能耗的针对高温超导材料的充磁装置成为一种必需。

发明内容

为此，本实用新型提供一种高温超导环形磁通泵，解决现有技术中高温超导材料充磁装置上述技术问题中至少一个技术问题。

本实用新型提供了一种高温超导环形磁通泵，包括：同轴线设置的多相电线圈绕组和能将多相电线圈绕组产生的磁场波汇聚在多相电线圈绕组端面的磁路；多相电线圈绕组所含线圈的数量至少为六个。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，磁路包括：由导磁介质制成的若干个空心圆柱和中柱；

若干个空心圆柱均同轴线设置；相邻两个空心圆柱间的间隙与装配多相电线圈绕组所需的空间相适配；空心圆柱的数量与线圈的数量相同；

中柱为圆柱状，位于最内侧的空心圆柱内，并与位于最内侧的空心圆柱同轴线设置；中柱的直径与多相电线圈绕组最内侧线圈的内径尺寸相适配。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，多相电线圈绕组的各组线圈依轴线向外的空隙顺序，依次分别缠绕在中柱及除位于最外层的空心圆柱以外的，其余空心圆柱的外壁上。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，空心圆柱及中柱由相同材质的导磁介质制成。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，位于最外侧的空心圆柱的外壁上缠绕有直流线圈。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，还包括单相电源，直流线圈与单相电源连接。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，直流线圈为超导线圈。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，还包括多相变频器，多相变频器的相数与多相电线圈相适配，多相变频器与多相电线圈连接。使用时，可通过改变多相电线圈绕组中的相位线圈的连接方式，或选取相位数不同的多相变频器，改变波长的大小。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，多相电线圈绕组为超导线圈。

可选地，根据本实用新型的波长可变的高温超导环形磁通泵，多相电线圈绕组中任两组线圈的的阻抗系数不同。