Development of 1-Tesla Class High Temperature Superconducting Magnet Excited by Thermoelectric Element

热电元件励磁1特斯拉级高温超导磁体的研制

基本信息

  • 批准号:
    18360101
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A high temperature superconducting (HTS) magnet excited by a thermoelectric element has been developed. This HTS magnet has the advantages of compactness and lightweight in comparison with conventional HTS magnets. Because an external power supply is not necessary for this magnet system to maintain an operating current.The main components of the magnet system are a thermoelectric element, an HTS coil and a cryocooler. The thermoelectric element is made with p-type Bi2Te3 semiconductor pellets and cooled by the first stage of the cryocooler. The size of the thermoelectric element is 2 mm square and 1.5 mm in thickness. The HTS coil is wounded with Bi-2223 wires and cooled by the second stage of the cryocooler. The inner diameter, outer diameter and the height of the coil are 120 mm, 236 mm and 31 mm, respectively.The magnetic field at the center of the magnet of 1.4 T was demonstrated in the present experiment with the operating current of 155 A. The temperature of the hot end and cold end of the thermoelectric element was 100 K and 60 K. The coil temperature was about 10 K. It took 6.5 hours to reach the target magnetic field of 1 T with a constant heat input of 25 W. The long charging time to the rated current might be a serious problem. However, this problem should be manageable using an external power supply during charging. The external power supply is separated with the magnet unless the magnet is in case of charge.
由热电元件激发的高温超导(HTS)磁体已经开发出来。与传统的高温超导磁体相比,这种高温超导磁体具有结构紧凑、重量轻的优点。因为该磁体系统不需要外部电源来维持工作电流。磁体系统的主要部件是热电元件、高温超导线圈和制冷器。热电元件由 p 型 Bi2Te3 半导体颗粒制成,并由制冷器的第一级冷却。热电元件的尺寸为2mm见方、厚度1.5mm。 HTS 线圈由 Bi-2223 线缠绕,并由制冷器的第二级冷却。线圈的内径、外径和高度分别为120 mm、236 mm和31 mm。本实验在155 A的工作电流下证明了磁体中心磁场为1.4 T。热电元件热端和冷端温度分别为100 K和60 K,线圈温度约为10 K。花了6.5小时才达到1 T的目标磁场具有 25 W 的恒定热输入。达到额定电流的充电时间较长可能是一个严重的问题。然而,在充电期间使用外部电源应该可以解决这个问题。除非磁铁带电,否则外部电源与磁铁分开。

项目成果

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Tesla Class Quasi-persistent Mode HTS Magnet Excited by Thermoelectric Element.20th International Conference on Magnet Technology
由热电元件激发的特斯拉级准持续模式高温超导磁体。第20届国际磁体技术会议
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.;Okamura
  • 通讯作者:
    Okamura
Tesla Class Quasi-persistent Mode HTS Magnet Excited by Thermoelectric Element
由热电元件激发的特斯拉级准持续模式高温超导磁体
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.;Okamura;Sendai;岡村哲至
  • 通讯作者:
    岡村哲至
熱電素子による1テスラ級高温超電導マグネットの励磁
利用热电元件激励1特斯拉级高温超导磁体
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    竹内洋之;元祐昌廣;本阿弥眞治;岡村哲至
  • 通讯作者:
    岡村哲至
「研究成果報告書概要(和文)」より
摘自《研究结果报告摘要(日文)》
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kawauchi;et. al.;Nishimura et al.;Dezawa et al.;Yoshizawa et al.;星野 幹雄;星野 幹雄
  • 通讯作者:
    星野 幹雄
1-Tesla Class HTS Magnet Excitation by Thermoelectric Element
1-特斯拉级 HTS 磁体通过热电元件激励
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.;Okamura;Sendai
  • 通讯作者:
    Sendai
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    $ 10.41万
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