磁悬浮力

摘要： 高温超导体的发展推动了磁悬浮技术的应用,而磁悬浮中磁悬浮力的控制尤为重要.在磁浮系统中永磁体用来给超导体提供磁场,因此磁悬浮力的大小与永磁体的尺寸密切相关.主要介绍磁悬浮力理论计算方法和有限元仿真模型,研究了磁悬浮力随永磁体尺寸变化的趋势,并对仿真结果进行分析同时加以实验佐证.仿真结果对高温超导块材在磁悬浮技术中的应用有参考价值,同时有助于优化材料用量.

摘要： 基于对导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象规律性的进一步认识,进行了电磁感应与磁悬浮实验.具体研究了磁悬浮力、磁牵引力与铝盘转速的关系,磁铁与铝盘间纵向距离变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,磁铁与铝盘间横向位置变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响.结果表明,磁悬浮力、磁牵引力与铝盘转速满足线性关系;随着磁铁与铝盘间纵向距离的增大,磁悬浮力、磁牵引力减小;随着磁铁与铝盘间横向位置的改变,磁悬浮力、磁牵引力先增大,后减小,存在最大值.%The experiment of electromagnetic induction and magnetic suspension is studied based on the further understanding of regularity of magnetic suspension phenomenon,such as the magnetic levitation force and magnetic tractive force caused by the conductor motion in the magnetic field.The relationships between magnetic levitation force,magnetic tractive force and rotating speed of the aluminum disk,the influence of the longitudinal distance between the magnet and aluminum disk on magnetic levitation force and magnetic tractive force,the influence of lateral distance between the magnet and aluminum disk on magnetic levitation force and magnetic tractive force are studied concretely.The results show that the magnetic levitation force,magnetic tractive force are linearly related to the rotating speed of aluminum disk,with the increasing of the longitudinal distance between the magnet and the aluminum disk,the magnetic levitation force and magnetic tractive force decrease,with the increasing of the lateral distance between the magnet and the aluminum disk,the magnetic levitation force and magnetic tractive force increase first,then decrease,and the maximum values exist.

摘要： 通过对空心圆柱形永磁体与单畴GdBCO超导体磁悬浮力的实验测量,研究了空心圆柱形永磁体内径(d)的变化对超导体磁悬浮力的影响.结果发现,当空心圆柱形永磁体内径从0 mm增加到26 mm时,超导磁悬浮力大小与空心圆柱形永磁体内径有着密切关系(最小测量间距Z=2 mm),所有超导磁悬浮力曲线都存在磁滞现象.随着空心圆柱形永磁体内径的增大,最小间距处超导磁悬浮力逐渐减小,从d=0mm时的14.8 N减小为d=26 mm时的-0.1 N,d≥20 mm时,最小间距处超导磁悬浮力出现负值;当0 mm≤d＜5mm时,超导体最大磁悬浮力出现在最小间距处,d≥5 mm时,超导磁悬浮力先增大后减小,最大超导磁悬浮力产生的位置随着内径的增大而变大.研究表明:只有科学合理地设计永磁体结构参数,才能获得较大的磁场强度,提高超导磁悬浮力特性.该结果对设计并优化磁悬浮轴承系统、环形轨道和超导体的实际应用具有一定的指导意义.

摘要： 摘 要:基于永磁体在磁性液体中受到的二阶浮力的仿真与计算问题,建立了重力场和磁场共同作用下的磁性液体平衡微分方程,推导了二阶浮力的计算公式,提出了一种高精度的二阶浮力的计算方法;将圆柱永磁体等效为同形状的无限薄电流线圈,计算了圆柱永磁体产生的磁场,并根据磁场计算得到二阶浮力;用实验测量了二阶浮力的大小,计算结果和实验结果具有很好的一致性.计算和实验结果表明:不断减小永磁体距离容器壁的距离,二阶浮力不断增大,且距离越小增大得越快.

摘要： 基于对导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象规律性的进一步认识,研究了电磁感应与磁悬浮实验.具体研究了磁悬浮力、磁牵引力与铝盘转速的关系,磁铁与铝盘间纵向距离变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,磁铁与铝盘间横向位置变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,铝盘转速与轴承转速之间的关系.结果表明,磁悬浮力、磁牵引力、轴承转速与铝盘转速满足线性关系;随着磁铁与铝盘间纵向距离的增大,磁悬浮力、磁牵引力减小;随着磁铁与铝盘间横向位置的改变,磁悬浮力、磁牵引力先增大,后减小,存在最大值.

摘要： 研究了方形永磁体组态形式对超导磁悬浮力的影响.当方形永磁体处于10种不同的组态形式时,永磁体和组合磁体在竖直方向往返运动一次测量磁悬浮力.结果表明,组合磁体与超导体间的磁悬浮力在超导体所覆盖有效范围内主要依赖于组合磁体中磁极数量、磁场梯度和组合磁体作用于超导体的有效面积.不同数量的磁极会在超导体中产生个数不同的感应环流,磁极数量决定了感应环流的半径,磁极数越少感应环流半径越大.在组合磁体中小永磁体数量相同的情况下,磁极数最少的组合磁体所产生的磁悬浮力最大,相反,磁极数最多的组合磁体所产生的吸引力最大.

摘要： In order to accurately analyze suspension force of axial high -temperature superconducting magnetic bear-ings,a calculating method for suspension force is presented based on magnetic vector potential.The mechanical analy-sis is carried out and compared with experimental results.The results indicate that the method is suiTab.for analysis of suspension force under different field cooling height,which provides basis for optimal design of the bearings.%为精确分析轴向高温超导磁悬浮轴承悬浮力，提出基于磁矢势的悬浮力计算方法，对其进行力学分析并与试验结果进行比较。结果表明：该方法适用于不同场冷高度下的悬浮力分析，为轴向高温超导磁悬浮轴承优化设计提供依据。

摘要： 采用改进后的顶部籽晶熔渗生长(M-TSIG)工艺,通过在固相先驱粉体中掺杂不同含量的BaO来有效地抑制GdBCO样品生长过程中出现的Gd/Ba替换现象,从而成功地制备出了一系列单畴GdBCO超导块材,并且对样品的宏观形貌、磁悬浮力、捕获磁通密度及临界温度等超导性能进行了研究.结果表明,随着BaO掺杂量的增加,样品的熔化温度(Tm)及包晶反应温度(Tp)均出现逐渐降低的趋势;同时,当样品中BaO的添加量在2 wt％-4 wt％时,可以在一定的程度上有效提高GdBCO样品的磁悬浮力、捕获磁通密度及临界温度等超导性能.

摘要： 以Gd2O3+xBaCuO2(其中x=l.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5)配制固相源代替传统的Gd2BaCuO5(Gd211)固相源,用Y2O3、CuO和BaCuO2配制的液相源代替由GdBa2Cu3O7-y和Ba3Cu5O8配制的传统液相源,采用顶部籽晶熔渗生长方法,制备了系列单畴Gd-Ba-Cu-O (GdBCO)超导块材,并对所得样品的生长形貌、磁悬浮力和微观结构进行了分析和研究.结果表明:当新固相源中BaCuO2相的含量x为1.0～2.5时,均可以制备出良好的单畴GdBCO超导块材;样品的磁悬浮力随着x增大呈现先增大后减小的趋势,其中x=1.8的样品,磁悬浮力达到最大值33 N,优于用Gd211固相源制备的同尺寸的GdBCO块材.样品的微观形貌表明,在GdBCO超导体内有大量纳米量级粒子,尺寸为2～450 nm.使用该新成分固相源制备超导块材只需制备一种先驱粉,简化了实验步骤,缩短了制备周期,提高了制备效率.

摘要： 采用顶部籽晶熔渗工艺(TSIG)制备出配比为SnO2∶Y2BaCuO5=x∶(100-x)系列单畴YBCO超导块材(其中x=0,0.3,0.4,0.7,0.9,1.1,单位为wt％),并研究了不同比例的氧化物SnO2掺杂对样品生长形貌、磁悬浮力的影响.结果表明:SnO2粒子的掺杂可有效地提高样品的磁悬浮性能.样品的磁悬浮力测试结果为:随掺杂量的增加,样品的磁悬浮力呈现出先增大后减小的趋势,当掺杂量x=0.7wt％时,磁悬浮力达到最大值,约为36N.实验结果对进一步研究氧化物掺杂对磁通钉扎作用及提高YBCO超导块材的性能有重要意义.

摘要： 研究了零场冷(ZFC)条件下永久磁体的磁场分布对Gd—Ba—Cu-O超导块材磁悬浮力大小的影响。实验采用样品是用顶部籽晶熔融织构(TSMTG)制备的直径为30 mm的Gd-Ba-Cu-O超导块材，所用的永久磁体直径分别为10 mm，20 mm，25 mm，40mm和50 mm，其表面最强磁场约为0.5T.结果发现：Gd—Ba—Cu-O超导块的磁悬浮力随永久磁体直径的增加先增加后减小，且在其直径与永久磁体直径接近时，其磁悬浮力较大。

摘要： 本文对Φ20mm,Φ30mm的GdBaCuO超导块材在液氮温区的磁悬浮特性及捕获磁通进行了研究,77K零场冷条件下,GdBaCuO超导块材磁悬浮力密度在2～10N/cm2.对不同Gd211含量的GdBaCuO超导块材的磁悬浮力和捕获磁通性能进行了对比,发现对Φ30mm的样品,40﹪molGd211(Gd1.8)的GdBaCuO超导块材捕获磁通性能最高.同时对比了GdBaCuO和YBCO超导块材的磁悬浮力和捕获磁通性能,结果表明GdBaCuO与YBCO超导块材在相同的磁悬浮力性能下,捕获磁通性能大于YBCO超导块材.

摘要： 该文介绍了超导磁悬浮力测量系统的研制的目的和具体实现。该系统的研制成功，对于推动超导材料的实际必将产生重大影响。

摘要： 本文采用顶部籽晶熔融织构方法(TSMTG),成功制备出了掺杂不同粒径Gd2Ba4CuNbOy纳米粒子的单畴GdBCO 超导块材,并研究了其对超导块材的生长形貌和磁悬浮力的影响.结果表明:在该条件下,均可制备出单畴GdBCO 超导块材,样品上表面十字花纹明显且四个单畴扇区光滑平整;样品的磁悬浮力随着Gd2Ba4CuNbOy粒径的增大,有逐渐减小的趋势,当过筛目数n=360 目时,样品的磁悬浮力最大,约25N;利用环境扫描电子显微镜技术(SEM)观察了样品的微观形貌,结果表明:随着掺杂粉体过筛目数的减小,样品中Gd2Ba4CuNbOy 纳米粒子的分布越来越均匀且粒径逐渐增大.实验结果对进一步提高GdBCO 超导块材的性能具有重要的借鉴作用.

摘要： 对掺杂纳米Y2Ba4CuNbOx(简称：Nb-2411)的熔融结构YBCO超导块材进行了研究，内容包括纳米Nb-2411粉体的合成及XRD分析、YBCO超导样品的形貌观察和磁悬浮力测量等。结果表明：Nb-2411相属于双立方钙钛矿结构，其晶格常数为0.8437nm。在掺杂Nb-2411的YBCO样品中，发现Nb-2411颗粒的尺寸普遍比Y2BaCuO5(简称：Y211)颗粒要小，且属于纳米材料。最后还系统地分析了纳米Nb-2411掺杂对YBCO超导块材磁悬浮力的影响。

摘要： 采用三维磁力测试夹具和三维霍耳探头，对单畴YBCO超导体与磁体之间的三维磁力随两者之间距离变化的规律进行了测量，同时利用3个三维霍尔探头分别对超导体表面中心处、半径1/2处以及样品边缘的磁场变化规律进行了动态实时测量。结果发现：在轴对称的情况下，当超导体与永久磁体间距离接近时，超导体在竖直方向磁悬浮力以指数形式快速增加，而z和y方向磁力很小，可以忽略；超导体表面中心、1/2半径和边缘处的磁场在y方向的分量随着两者间距离的减小，仍几乎没有明显的变化；在z方向的磁场分量则由小逐渐变大，在z方向的磁场分量则逐渐减小，最后变为负值。这些结果对于进一步分析和理解超导体在磁场中的受力与磁场分布的关系具有重要意义。

摘要： 采用顶部籽晶熔渗工艺(TSIG)研究了不同固相Y2BaCuO5(Y211)与液相源(Y123+Y035)质量比例对YBCo超导块材的生长形貌和磁悬浮力性能的影响。样品生长形貌观察结果表明：两相质量比例大于10：13时，很难获得长满整个样品的单畴YBCO块材，当两者间的质量比例等于10：13时，可获得单畴YBCO块材。对样品磁悬浮力的测试结果表明：当两相的质量比例大于等于10：7时，样品的磁悬浮力太小，无法测出;之后随着液相源质量的增加而增加，当两者质量比例达到10：13时，磁悬浮力最大。在此基础上，我们已经制备出直径38 mm的单畴YBCO块状超导体，这对进一步优化YBCO超导块材的制备技术具有重要意义。

摘要： 研究了YBCO单畴超导块的结晶形貌、取向、临界电流密度和磁悬浮力之间的关系.测量了不同直径超导块的磁浮力,大直径材料显示出更好的性能.对1200块30mm直径单畴超导块的性能进行了统计,80﹪以上样品的磁浮力密度超过10N/cm2,标志着批量化工艺已经建立.40～50mm直径单畴超导块也已能小批量的制备,最高性能达到16.8N/cm2.研究了超导块的俘获场特性.25mm直径的GdBaCuO单畴超导材料也被制备,Tc约94K,不可逆磁场超过4T.

摘要： 本文研究了在原始粉末中加入CeO2及预烧结温度对控制Y-211粒子尺寸的影响和低温渗氧工艺对Tc的影响.实验表明,当预烧结温度从940°C降低到900°C时,这种工艺改变对细化211粒子的影响比掺CeO2的作用大.在降低预烧结温度时,实验获得的最大磁悬浮力达到了12.7N/cm2.渗氧温度不仅影响临界转变温度等超导性能而且会影响YBCO块材的组织结构.研究发现对熔融构YBCO块材而言,采用低温渗氧工艺是比较适合的,即渗氧温度在400°C～500°C之间,如果超过500°C,样品中的宏观裂纹会增多.

摘要： 本发明提供了一种增大阻尼及悬浮力的高温超导磁悬浮杜瓦及宽度计算方法，涉及高温超导钉扎磁悬浮技术领域，包括外箱体，所述外箱体内通过连接柱固定连接有内箱体，所述内箱体为空腔结构，所述内箱体的空腔用于盛放液氮且其底部安装有超导块材，所述内箱体通过液氮灌注管与外界连通，所述外箱体由导电材料制成,在本申请中，通过利用距离永磁轨道最近、所处位置的磁场梯度较大且与永磁轨道的正对面积最大的磁悬浮杜瓦外箱体作为增加系统阻尼的设备，相比于现有技术中采用不锈钢材料，其可以显著增加磁悬浮杜瓦的阻尼，提高其衰减振动的能力。

摘要： 本申请提供一种稀土永磁悬浮轨道悬浮力调控系统及方法。其将永磁轨道底座中的永磁轨道磁体组设置较薄，而将磁悬浮列车磁体组装支架中的车载磁体组设置较厚，通过将车载磁体组设置由若干层磁组单元叠加并联以增强车载磁组与轨道之间的斥力大小，根据车载重量的实际需求实现稳定悬浮，保证车辆即行驶稳定性，减少安全隐患。

摘要： 本发明公开了一种磁悬浮开关磁阻电机及其悬浮力控制装置、方法和系统。其中，磁悬浮开关磁阻电机集成开关磁阻电机与磁悬浮轴承功能于一体，在结构上实现转矩绕组和悬浮绕组的自然解耦，利用转矩绕组产生输出转矩，利用悬浮绕组产生径向悬浮力，此外，各相转矩绕组以及各相悬浮绕组均相互隔离，容错性能好，铁心损耗小；其中悬浮力控制装置采用三相全桥逆变电路产生三相悬浮绕组电流，以控制磁悬浮开关磁阻电机的悬浮力，集成度高，控制简单，节约控制硬件成本；其中，悬浮力控制方法根据转子的径向位移量、悬浮绕组的实时电流信号以及预设的参考位移确定各导通状态持续时长，使得实时电流信号跟踪上参考电流值，使得转子稳定在参考位置。

摘要： 一种混合单绕组磁悬浮电机的悬浮力控制方法，利用两自由度悬浮系统的参考位移分别与位移传感器测量值作差，再经过控制器处理得到两自由度的参考悬浮力；根据悬浮力分配准则将参考悬浮力分别作为宽支承系统悬浮力给定值和单绕组系统悬浮力给定值；宽支承系统悬浮力控制采用直接悬浮力控制策略，宽支承系统悬浮电流实际测量值与转子位置角度经由悬浮力双约束模型转换为对应悬浮力，与给定悬浮力比较产生宽支承系统控制信号，实现宽支承系统稳定悬浮。实现电机宽支承系统独立抗扰以及与单绕组系统协调宽支承系统共同抗扰；通过协调宽支承系统进行悬浮力补偿，有效拓宽悬浮力输出范围，且悬浮力值几乎不受转矩电流影响，实现宽支承系统稳定悬浮。

摘要： 本发明提供了一种增大阻尼及悬浮力的高温超导磁悬浮杜瓦及宽度计算方法，涉及高温超导钉扎磁悬浮技术领域，包括外箱体，所述外箱体内通过连接柱固定连接有内箱体，所述内箱体为空腔结构，所述内箱体的空腔用于盛放液氮且其底部安装有超导块材，所述内箱体通过液氮灌注管与外界连通，所述外箱体由导电材料制成,在本申请中，通过利用距离永磁轨道最近、所处位置的磁场梯度较大且与永磁轨道的正对面积最大的磁悬浮杜瓦外箱体作为增加系统阻尼的设备，相比于现有技术中采用不锈钢材料，其可以显著增加磁悬浮杜瓦的阻尼，提高其衰减振动的能力。

摘要： 本发明公开一种考虑边缘磁通耦合的磁悬浮电机悬浮力控制方法，悬浮电流和实时偏心位移通过位置解耦悬浮力模型计算获得反馈悬浮力；悬浮电流和实时偏心位移对时间的导数输入滑模观测器，输出悬浮扰动力观测量；反馈悬浮力和观测量叠加后，与悬浮力求取误差，确定驱动功率变换器的电压正负性，控制悬浮系统；位置悬浮力解耦模型基于非线性模型进行建立，滑模观测器基于位置解耦模型进行设计，滑模观测器实时在线获取非线性时变耦合分量，并将该耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统，本发明有效地将非线性时变悬浮系统转变为线性时不变悬浮系统，大幅度提高飞轮电池的悬浮稳定性、可靠性与精度。

摘要： 本实用新型涉及一种浮力辅助磁悬浮泵的转子及磁悬浮泵，该磁悬浮泵包括设置于最外部的定子和与定子同轴且同极性相对的转子，转子包括设置于转子外壳内的转子动力磁铁，以及由转子动力磁铁驱动转动的转子叶轮，转子动力磁铁与转子叶轮之间为改变转子平均密度的密度调节空腔。本实用新型根据转子所处的流体环境，通过调节转子的密度，辅助转子磁悬浮，大大简化了磁悬浮泵的结构，使用本实用新型的磁悬浮泵可以辅助现有的磁悬浮泵控制系统，大大降低起浮和悬浮时的指标要求，提高运行时的稳定性，并且该磁悬浮泵是基于物理方法辅助悬浮，因此有极高的可靠性和稳定性，能够使磁悬浮泵在稳态下运行。

摘要： 本发明公开了一种悬臂梁振动单稳态磁悬浮式减振装置及其磁悬浮力的计算方法，其中包括单稳态磁悬浮式减振装置、磁悬浮力的计算步骤等。装置结构是：基座立柱固定有悬臂梁，悬臂梁的自由端固定有质量块及紧固件，由磁悬浮管和三块磁铁构成磁悬浮式动力吸振器。磁悬浮管上下两端设有两个固定的磁铁，在固定磁铁之间设有第三块磁铁，通过设置磁铁的极性，使第三块磁铁悬浮在磁悬浮管中。同时给出了磁感应强度、两块磁铁间的磁力、以及磁悬浮合力的计算方法。本发明只需设置三块磁铁的尺寸、两块固定磁铁间距即可实现对悬臂梁的减振。为非线性动力吸振器的应用，提供了新的技术方法，减小了吸振器所占据的体积，有利于减振效果的提升。

摘要： 本发明公开了一种悬臂梁振动单稳态磁悬浮式减振装置及其磁悬浮力的计算方法，其中包括单稳态磁悬浮式减振装置、磁悬浮力的计算步骤等。装置结构是：基座立柱固定有悬臂梁，悬臂梁的自由端固定有质量块及紧固件，由磁悬浮管和三块磁铁构成磁悬浮式动力吸振器。磁悬浮管上下两端设有两个固定的磁铁，在固定磁铁之间设有第三块磁铁，通过设置磁铁的极性，使第三块磁铁悬浮在磁悬浮管中。同时给出了磁感应强度、两块磁铁间的磁力、以及磁悬浮合力的计算方法。本发明只需设置三块磁铁的尺寸、两块固定磁铁间距即可实现对悬臂梁的减振。为非线性动力吸振器的应用，提供了新的技术方法，减小了吸振器所占据的体积，有利于减振效果的提升。

摘要： 本发明涉一种能演示超导磁悬浮现象的实验仪器，主要用于演示超导磁悬浮现象，主要包括超导环、磁导轨、保温容器、保温材料、隔离片、镊子和砝码组。超导环是用高温超导闭合线圈制成的。演示时超导环在磁导轨上悬浮，并能在较小的外力下水平往复运动，还可以是倒悬浮于磁导轨下进行往复运动。本实验仪器还可采用高温超导环、永磁块组成的磁导轨以及砝码来进行磁悬浮力测试实验，通过在超导环或超导块上放置砝码来定量的测量磁悬浮力。