相变频器与所述三相电线圈连接。连接时可根据需要选择顺序连接或逆序连接。
[0033]进一步的，在本实施例的一个优选技术方案中，所述三相电线圈为超导线圈，为减少线圈通电后发热提供技术支持，降低能耗。
[0034]本实用新型通过采用上述结构能够达到将所述三相电线圈绕组产生的磁场波汇聚在所述三相电线圈绕组端面的技术效果。
[0035]本实用新型相比于由单相线圈磁体产生的驻波磁场而言，由三相线圈产生的磁场波能够更有效的推动磁通量子在高温超导材料内部运动，克服超导体内部磁压力和钉扎力对磁通运动的阻碍，有效地实现高温超导材料的充磁。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。本实施例通过三相电线圈绕组所产生的行波磁场在空间区域分布不均匀，从而导致空间的磁压力不均匀，在小的空间区域内产生大的磁压力差。进而为磁通量子克服超导材料钉扎力的作用提供了有力的技术支持，不需要提高整体空间的磁场能量就能促使超导材料内部磁通运动，进而达到充磁的技术效果。本实用新型与采用单相线圈磁体为高温超导材料充磁不同的是:本实用新型采用新的区别于现有技术的超导磁通动力学原理，使充磁设备更加轻型化、实用化，具有极高的充磁效率和极低的充磁能耗。
[0036]由于本实用新型采用了创新的充磁原理，为充磁装置轻型化、小型化提供了强有力的技术支持，不需要额外采用大型的线圈磁体设备，节约了充磁设备的制造加工成本，整体尺寸比大型的线圈磁体小一个数量级。进一步的，本实用新型所述高温超导环形磁通栗在使用时不需采用大功率电源，仅需要采用功率相对较小的三相变频器为三相电线圈绕组供电，三相电线圈只需几十毫安的三相电流即可产生充磁所需的高梯度环形磁场波，热能耗比大型单相线圈小几个数量级，节约了设备的用电成本。
[0037]实际使用时，为了达到更佳的充磁效果可在上述高温超导环形磁通栗的外围施加由直流电源产生的外围磁场，与由三相电线圈绕组形成的环形行波磁场相配合，以达到高效充磁的技术效果。装置运行时仅需为施加外围磁场的直流线圈附加一个小功率单相电源既能达到所需的技术效果，经济节能。
[0038]此外，由于三相变频器及单相电源的输出可由计算机程序加以控制，使本实用新型具有极高的可自动化作业的操控性。进一步的，由于本实用新型上述高温超导环形磁通栗具有体积小，重量轻的技术特点，还可将其整合至高温超导系统中，方便随时为运行中的高位超导材料充磁。相比现有技术中必需将超导材料从设备中取出后才能进行充磁具有更为突出的技术优点。适合被整合入的系统如:高温超导磁悬浮系统和高温超导电机系统等。进一步的，本实用新型上述高温超导环形磁通栗与大型线圈磁体充磁不同，不需要繁琐的充磁过程和设备搭建操作，可操作度更高，且设备在运行过程中没有机械运动，磨损少，具有更长的使用寿命。
[0039]需要说明的是，由于满足能将所述三相电线圈绕组产生的磁场波汇聚在所述三相电线圈绕组端面的磁路有多种结构形式，故这些不同结构类型的磁路均应落入本实用新型的保护范围。此外，由于三相电线圈绕组的尺寸限制，放置好的被充磁的高温超导材料的边缘不得超出三相电线圈绕组最外层线圈的外径。优选将高温超导材料置于环形行波磁场所覆盖的区域，以获得最佳的充磁效果。因此为获得最佳充磁效果，可直接将高温超导材料置于三相电线圈的上端面，或仅保持很小的间距放置。
[0040]此外，本实施例中高温超导材料400可以采用现有的各种制冷方式进行制冷，例如将高温超导环形磁通栗整体置于有液氮的低温保温容器(杜瓦)中，进行冷却；或者将高温超导材料400放置于绝热层内，通以液氮或以制冷机制冷，将本实施例中的高温超导环形磁通栗放置在绝热层外的常温环境中。
[0041]进一步的，为考虑制作的便捷性，在本实用新型的一个优选技术方案中，将所述底座圆盘、三个空心圆柱及中柱由相同材质的导磁介质制成；所述底座圆盘、三个空心圆柱及中柱为一体式结构，为一体式一次成型加工制造提供了便捷，便于批量生产。
[0042]此外，本实施例中的高温超导环形磁通栗还适用于给已经安装在高温超导系统中的超导材料进行充磁，只需配套的将其安装在相应的超导系统中，既能使原有超导系统具有充磁及实时磁场补偿的功能。
[0043]实施例2:
[0044]如图2所示，本实施例在实施例1基础上在位于最外侧的所述空心圆柱的外壁上缠绕有直流线圈300。为高温超导环形磁通栗自身制造外围背景磁场提供了有力的技术支持。由于为三相电线圈绕组产生的环形行波磁场附加背景磁场后能方便快速充磁在前已经详述，故其技术效果在此不再赘述。
[0045]进一步的，在本实施例的一个优选技术方案中，还包括单相电源，所述直流线圈与所述单相电源连接。由于依靠直流线圈产生的背景磁场仅为辅助作用，故只需配置一台小功率单相电源既能达到本实用新型所需要的技术效果，节能降耗。
[0046]进一步的，在本实施例的一个优选技术方案中，所述直流线圈可为超导线圈，为进一步的节能降耗提供更进一步的结构支持。
[0047]需要说明的是，背景磁场的提供仅为使本实用新型的充磁技术效果更好，故其施加具有可拆卸性，实际使用时既能通过整合在高温超导环形磁通栗上的直流线圈通电后产生，也可由外界环境直接提供，故本实用新型中的高温超导环形磁通栗无论是否设置该结构均应落入本实用新型的保护范围。
[0048]此外，为了使本实用新型的结构具有更进一步的灵活性，在本实施例的一个优选技术方案中，所述三相电线圈绕组中任两组线圈的的阻抗系数不同，以适应为不同外形的高温超导材料充磁，及产生不同类型的磁场。故组成所述三相电线圈绕组的三组线圈中每一组线圈的圈数、高度及宽度尺寸均能根据实际使用需要作出相应的调整，这些调整后的结构也应落入本实用新型的保护范围。
[0049]应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。
【主权项】
1.一种高温超导环形磁通栗，其特征在于，包括:同轴线设置的三相电线圈绕组和能将所述三相电线圈绕组产生的磁场波汇聚在所述三相电线圈绕组端面的磁路； 所述磁路包括:由导磁介质制成的三个空心圆柱和中柱； 三个所述空心圆柱均同轴线设置；相邻两个所述空心圆柱间的间隙与装配所述三相电线圈绕组所需的空间相适配； 所述中柱为圆柱状，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；所述中柱的直径与所述三相电线圈绕组最内侧线圈的内径尺寸相适配。2.根据权利要求1所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:所述三相电线圈绕组的三组线圈分别缠绕在所述中柱及依所述轴线向外的第一个和第二个所述空心圆柱的外壁上。3.根据权利要求1所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:三个所述空心圆柱及中柱由相同材质的导磁介质制成。4.根据权利要求1所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:位于最外侧的所述空心圆柱的外壁上缠绕有直流线圈。5.根据权利要求4所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:还包括单相电源，所述直流线圈与所述单相电源连接。6.根据权利要求4所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:所述直流线圈为超导线圈。7.根据权利要求1所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:还包括三相变频器，所述三相变频器与所述三相电线圈连接。8.根据权利要求1所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:所述三相电线圈绕组为超导线圈。9.根据权利要求1所述的高温超导环形磁通栗，其特征在于:所述三相电线圈绕组中任两组线圈的阻抗系数不同。
【专利摘要】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体积庞大，重量重，能耗高，充磁效率低的技术问题，其结构包括：同轴线设置的三相电线圈绕组和能将三相电线圈绕组产生的磁场波汇聚在三相电线圈绕组端面的磁路。使用时只需直接将待充磁高温超导材料置于三相电线圈绕组的端面，与高温超导环形磁通泵相接触，或与高温超导环形磁通泵保持一段距离即可进行充磁。
【IPC分类】H01F13/00
【公开号】CN205069261
【申请号】CN201520640823
【发明人】王为
【申请人】王为
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月24日