A new ring-shape high-temperature superconducting trapped-field magnet

Abstract

This paper presents a new type of trapped field magnet made of second generation high temperature superconducting (2G HTS) rings. This so-called ring-shape 2G HTS magnet has the potential to provide much stronger magnetic fields than existing permanent magnets. Compared to existing 2G HTS trapped field magnets, e.g. 2G HTS bulks and stacks, this new ring-shape 2G HTS magnet provides a promising technique to produce lager dimension magnets for industrial applications. This paper focuses on the working mechanism of this new structure magnet, both experimental and numerical study based on commercial magnetization techniques were carried out. Unique features have been identified and quantified for this new type of HTS magnet in field cooling and zero field cooling process. The magnetization mechanism is explained from the view of shielding and penetration of external magnetic field. An accumulation in the trapped field was observed by using multiple pulse field cooling. Besides, three types of demagnetization were also studies to ensure the practical properties of the ring-shape magnets. Conclusions obtained in this paper shows that this new ring-shape HTS magnet is very promising in trapping high magnetic field. As a super permanent magnet, it will have impacts in large-scale industrial applications, e.g. developing HTS machines with very high power density.

Физические Принципы Создания Магнитолевитационных Систем На Основе Высокотемпературных Сверхпроводящих Композитов Второго Поколения (Обзор)

“…Что касается ВТСП-колец, в работе [155] впервые рассмотрены ВТСП-кольца в качестве магнита захваченного потока, которые по сути представляют собой стопку ВТСП-лент с центральны разрезом, расположенную на непроводящем формере. Показана асимметрия в распределении поля над поверхностью магнита (рис.…”

“…12 Зависимости вертикальной (слева) и латеральной (справа) левитационной силы от координаты[120]. Геометрия сверхпроводящего кольца и распределение захваченного потока над его поверхностью[155].…”

A 3-D Strong-Coupled Electromagnetic-Thermal Model for HTS Bulk and Its Uses to Study the Dynamic Characteristics of a Linear HTS Maglev Bearing

“…The H formulation is generally adopted to model the HTS as its well-approved flexibility in COMSOL [48][49][50][51][52] and it was also implemented in this work. For HTS assembly model, the whole field including HTS domain and air domain is governed by Faraday's law within the quasistatic approximation,…”

Импульсное Намагничивание Короткозамкнутой Катушки Из ВТСП

“…Как показывает практика, наиболее экономичными являются сверхпроводящие системы, работающие в режиме замороженного поля, т. е. в режиме без диссипативной циркуляции тока. Подобный режим достигается в моно доменных ВТСП кольцах [1,2] или в ромбоподобной обмотке, изготовленной из ленты, разрезанной посередине [3]. Провода низкотемпературных сверхпроводников, таких как NbTi [4] или MgB 2 [5] могут быть соединены с очень малым (< 10 −15 ) контактным сопротивлением.…”

“…Т. е. выделившееся тепло представить как Q = I 2 R Cu dt в пределах времени, когда общий ток I > I c . Затем, используя объемную теплоемкость C v = 1.8 J/(сm 3 •K) [14], найдем повышение температуры T и снижение критического тока. Для наибольшей амплитуды (µ 0 H a = 0.6 Т) выделившееся тепло увеличит температуру на 5 K. Соответственно падение критического тока и B tr составит 40%.…”