[实用新型]动态低温超导磁体

说明书

本实用新型涉及超导电力技术领域，公开了一种动态低温超导磁体。该超导磁体包括超导线圈、超导线圈骨架、内杜瓦、冷屏、具有外凸部分的外杜瓦和力传递杆，骨架设置在内杜瓦中并与内杜瓦连接，冷屏设置在内杜瓦外，外杜瓦设置在冷屏外且与内杜瓦之间为真空层，力传递杆从超导线圈的中心依次穿过内杜瓦和冷屏伸入外凸部分，力传递杆不与骨架和冷屏接触，外凸部分外部与运动载体连接，力传递杆包括依次连接的第一金属段、复合材料段和第二金属段，第一金属段与内杜瓦连接，第二金属段与外凸部分内部连接，在超导线圈的磁场与外部线圈的磁场相互作用产生电磁力的情况下，超导线圈受到的电磁力依次通过骨架、内杜瓦、力传递杆和外杜瓦传递至运动载体。

技术领域

本实用新型涉及超导电力技术领域，尤其涉及一种动态低温超导磁体。

背景技术

超导磁体在低温下达到超导态后可以产生强磁场，利用该强磁场可以将超导磁体应用于电磁弹射、超高速磁悬浮列车等领域。以超高速磁悬浮列车中的超导直线电机为例，超导磁体作为超导直线电机的动子产生的强磁场与固定在轨道梁上的定子产生的磁场相互作用，使得超导磁体受到巨大的悬浮力、推进力以及导向力，从而实现高速磁悬浮。

在这样的应用场景中，外部磁场与超导磁体的磁场相互作用，超导磁体内部的超导线圈是最初的受力部件，需要解决的问题是如何将超导线圈受到的电磁力传递给外部车体或者其他运动部件中。然而，超导磁体内部结构较为复杂，且在高速运动的应用场景下有轻量化的设计需求，因此一种高效且可靠的传力装置是超导磁体应用于高速运动场景下的核心技术方案之一。

国内对于动态超导磁体的研究较少，而且目前大部分的超导应用中，对于超导磁体的重量以及空间限制较少，并没有设计专门的针对运动中超导磁体的传力装置，一般采用直接将超导线圈与超导磁体外壳之间通过支撑部件连接，之后运动载体再通过外部连接件与超导磁体外壳螺接或通过其他方式连接。超导磁体的传力路径为超导线圈的电磁力通过支撑部件首先传递至超导磁体的外壳上，之后再利用外部连接件(如螺栓或者其他结构件)将电磁力传递至运动载体上，从而使得运动载体发生运动。

然而，现有这样的传力结构较为简单，单独利用磁体内部的支撑部件来传递电磁力会导致该传力结构可以传递的力学载荷较小，而在超高速磁悬浮列车以及电磁弹射等应用领域，需要超导磁体传递足够大量级的电磁力，传统的传力结构无法满足结构强度要求，而且所有的传力支撑部件放置于超导磁体内部会导致超导磁体的重量以及空间均变大，无法满足超导磁体轻量化的设计需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种动态低温超导磁体，能够解决上述现有技术中的问题。

本实用新型提供了一种动态低温超导磁体，其中，该超导磁体包括超导线圈、用于绕制所述超导线圈的超导线圈骨架、内杜瓦、冷屏、具有外凸部分的外杜瓦和力传递杆，所述超导线圈骨架设置在所述内杜瓦中并与所述内杜瓦连接，所述内杜瓦中存储有用于冷却所述超导线圈的冷却介质，所述冷屏设置在所述内杜瓦外，所述外杜瓦设置在所述冷屏外且与所述内杜瓦之间为真空层，所述力传递杆从所述超导线圈的中心依次穿过所述内杜瓦和所述冷屏伸入所述外凸部分，且所述力传递杆不与所述超导线圈骨架和所述冷屏接触，所述外凸部分外部与运动载体连接，所述力传递杆包括依次连接的第一金属段、复合材料段和第二金属段，所述第一金属段与所述内杜瓦连接，所述第二金属段与所述外凸部分内部连接，在所述超导线圈的磁场与外部线圈的磁场相互作用产生电磁力的情况下，所述超导线圈受到的电磁力依次通过所述超导线圈骨架、所述内杜瓦、所述力传递杆和所述外杜瓦传递至所述运动载体。

优选地，所述复合材料段内部包裹有金属杆。

优选地，所述第一金属段与所述复合材料段连接的一端以及所述第二金属段与所述复合材料段连接的一端均具有与所述复合材料段适配的空心槽，所述复合材料段插入空心槽与所述第一金属段和所述第二金属段连接。