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空心圆柱形永磁体内径对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

马俊 陈章龙 县涛 魏学刚 杨万民 陈森林 李佳伟

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空心圆柱形永磁体内径对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

马俊, 陈章龙, 县涛, 魏学刚, 杨万民, 陈森林, 李佳伟

Effect of inner diameter of hollow cylindrical permanent magnet on levitation force of single domain GdBCO bulk superconductor

Ma Jun, Chen Zhang-Long, Xian Tao, Wei Xue-Gang, Yang Wan-Min, Chen Sen-Lin, Li Jia-Wei
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  • 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=0 mm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 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.
    The influence of inner diameter of hollow cylindrical permanent magnet on the levitation force of single domain GdBCO bulk superconductor is investigated by measuring the levitation force between the hollow cylindrical permanent magnet and the single domain GdBCO bulk superconductor. The results show that the levitation force is closely related to the inner diameter of the hollow cylindrical permanent magnet when the inner diameter (d) increases from 0 mm to 26 mm (minimum measuring gap distance Z=2 mm), and all the superconducting magnetic levitation force curve shows magnetic hysteresis phenomenon. With the increase of the inner diameter of the hollow cylindrical permanent magnet, the levitation force at a minimum distance decreases gradually from 14.8 N at d=0 mm to -0.1 N at d=26 mm. The levitation force at the minimum gap distance is negative when d ≥ 20 mm. When 0 mm ≤ dd ≥ 5 mm. The larger magnetic field strength of the superconductor can be obtained, and the levitation force can be effectively improved by the scientific and reasonable designing of the permanent magnet structure. The results have certain guiding significance for designing and optimizing the magnetic suspension bearing system, ring track and superconductor.
      通信作者: 马俊, mjun7302@163.com;yangwm@snnu.edu.cn ; 杨万民, mjun7302@163.com;yangwm@snnu.edu.cn
    • 基金项目: 青海省自然科学基金(批准号:2016-ZJ-915)、国家自然科学基金(批准号:51167016,51342001)、青海省135高层次人才资助和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:GK201305014)资助的课题.
      Corresponding author: Ma Jun, mjun7302@163.com;yangwm@snnu.edu.cn ; Yang Wan-Min, mjun7302@163.com;yangwm@snnu.edu.cn
    • Funds: Project supported the Natural Science Foundation of Qinghai Province, China (Grant No. 2016-ZJ-915), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51167016, 51342001), 135 High-Level Personnel in Qinghai Province, and Central Colleges of Basic Scientific Research Funded Special Fund Operating Expenses, China (Grant No. GK201305014).
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-09
  • 修回日期:  2018-01-26
  • 刊出日期:  2018-04-05

空心圆柱形永磁体内径对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

    基金项目: 青海省自然科学基金(批准号:2016-ZJ-915)、国家自然科学基金(批准号:51167016,51342001)、青海省135高层次人才资助和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:GK201305014)资助的课题.

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=0 mm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 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.

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