[發(fā)明專利]一種超導(dǎo)小球的磁懸浮支撐定位裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011007978.2 | 申請日： | 2020-09-23 |
| 公開（公告）號： | CN112165276B | 公開（公告）日： | 2021-11-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李曉佳;李兆國;袁磊;肖婷婷;彭麗萍;曾勇;李文琦;鐘銘龍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國工程物理研究院激光聚變研究中心 |
| 主分類號： | H02N15/00 | 分類號： | H02N15/00;G21B1/19 |
| 代理公司： | 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369 | 代理人： | 賈曉燕 |
| 地址： | 621000 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 超導(dǎo) 小球 磁懸浮 支撐 定位 裝置 | ||
1.一種超導(dǎo)小球的磁懸浮支撐定位裝置，其特征在于，包括：
用于放置超導(dǎo)小球的類球形腔體，其下端外部套設(shè)有環(huán)形磁鐵和高度調(diào)節(jié)線圈；
所述類球形腔體側(cè)面外部設(shè)置有多個水平凸起平臺，每個水平凸起平臺外圍繞設(shè)有水平位置調(diào)節(jié)線圈，每個水平凸起平臺上開設(shè)有水平觀測孔；所述類球形腔體上端和下端分別設(shè)置有上端凸起平臺和下端凸起平臺，所述上端凸起平臺上繞設(shè)有上端高度調(diào)節(jié)線圈，且上端凸起平臺和下端凸起平臺上均開設(shè)有豎直觀測孔；水平位置調(diào)節(jié)線圈半徑取2.5mm，水平位置調(diào)節(jié)線圈中心距類球形腔體球心5.35mm；高度調(diào)節(jié)線圈的半徑越小，豎直位置越高，對超導(dǎo)小球的改變就越大；綜合考慮幾何尺寸的限制，給水平位置調(diào)節(jié)線圈留出必要空間，將高度調(diào)節(jié)線圈中心設(shè)置在環(huán)形磁鐵下方300微米處，高度調(diào)節(jié)線圈半徑設(shè)置為環(huán)形磁鐵內(nèi)徑加300μm；要保證高度調(diào)節(jié)線圈產(chǎn)生磁場的對稱性，傳導(dǎo)電流只能是與環(huán)形磁鐵同軸的電流環(huán)；
將超導(dǎo)小球放置在類球形腔體內(nèi)，由于超導(dǎo)小球的抗磁特性，超導(dǎo)小球懸浮在類球形腔體內(nèi)正中央位置處；高度調(diào)節(jié)線圈通電后用于調(diào)節(jié)超導(dǎo)小球的豎直高度，水平位置調(diào)節(jié)線圈通電后用于調(diào)節(jié)超導(dǎo)小球的水平位置，從而通過高度調(diào)節(jié)線圈和水平位置調(diào)節(jié)線圈的附加磁場來補償裝配產(chǎn)生的誤差，以滿足激光聚變對超導(dǎo)小球定位的苛刻要求；
所述高度調(diào)節(jié)線圈和水平位置調(diào)節(jié)線圈分別連接有PID控制電流源。
2.如權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)小球的磁懸浮支撐定位裝置，其特征在于，其支撐定位調(diào)節(jié)方法包括：將超導(dǎo)小球通過水平觀測孔或豎直觀測孔放入類球形腔體內(nèi)；將高度調(diào)節(jié)線圈中心設(shè)置在環(huán)形磁鐵下方；向高度調(diào)節(jié)線圈中通入電流，通過改變高度調(diào)節(jié)線圈的電流大小，改變高度調(diào)節(jié)線圈產(chǎn)生的附加磁場大小，進而調(diào)節(jié)超導(dǎo)小球的豎直高度；
向水平位置調(diào)節(jié)線圈中通入電流，通過改變水平位置調(diào)節(jié)線圈的電流大小，改變水平位置調(diào)節(jié)線圈產(chǎn)生的附加磁場大小，進而調(diào)節(jié)超導(dǎo)小球的水平位置；
通過PID控制電流源，經(jīng)PID算法控制高度調(diào)節(jié)線圈和水平位置調(diào)節(jié)線圈的輸出電流，使高度調(diào)節(jié)線圈和水平位置調(diào)節(jié)線圈始終輸出與超導(dǎo)小球速度方向相反的阻尼力，將超導(dǎo)小球多余的動能在短時間內(nèi)耗散掉，使超導(dǎo)小球靜止在新的平衡位置。
3.如權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)小球的磁懸浮支撐定位裝置，其特征在于，包括：當(dāng)高度調(diào)節(jié)線圈電流大小在﹣5~5A 范圍內(nèi)變化時，超導(dǎo)小球的高度調(diào)節(jié)范圍為﹣100~100μm。
4.如權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)小球的磁懸浮支撐定位裝置，其特征在于，包括：當(dāng)水平位置調(diào)節(jié)線圈中電流大小在﹣5~5A范圍內(nèi)變化時，超導(dǎo)小球水平位置調(diào)節(jié)范圍為﹣225~225μm。
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