湖南大学翟雨佳获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种高温超导磁通泵控制系统、方法、设备、介质及产品获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119964925B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510132110.1,技术领域涉及:H01F6/00;该发明授权一种高温超导磁通泵控制系统、方法、设备、介质及产品是由翟雨佳;朱立彤;吴星徵;王金铎;郑智强;申刘飞;张成;单飞跃;黄守道设计研发完成,并于2025-02-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高温超导磁通泵控制系统、方法、设备、介质及产品在说明书摘要公布了:本申请公开了一种高温超导磁通泵控制系统、方法、设备、介质及产品,涉及磁通泵控制领域,该系统包括真空杜瓦中设有制冷机、高温超导磁体、高温超导磁通泵的定子部分和转子部分;定子部分为高温超导带材;高温超导磁体连接在高温超导带材上;转子部分为镶嵌有永磁体的旋转盘;制冷机保持真空杜瓦中的低于设定温度阈值的低温环境;伺服电机与旋转盘同轴设置,与伺服驱动器相连接;伺服驱动器还与控制器相连接;霍尔传感器与高斯计相连接,测量高温超导磁体的中心磁场;高斯计与控制器相连接,显示中心磁场的实时磁场数据值,将该实时磁场数据值成比例转换为模拟电压,作为控制器的反馈控制量,本申请显著提升高温超导磁体产生高磁场的磁场稳定性。
本发明授权一种高温超导磁通泵控制系统、方法、设备、介质及产品在权利要求书中公布了:1.一种高温超导磁通泵控制系统,其特征在于,包括:真空杜瓦、伺服电机、伺服驱动器、霍尔传感器、高斯计以及控制器; 所述真空杜瓦中设有制冷机、高温超导磁体、高温超导磁通泵的定子部分和转子部分;所述定子部分为高温超导带材;所述高温超导磁体连接在所述高温超导带材上;所述转子部分为镶嵌有永磁体的旋转盘;所述制冷机用于保持所述真空杜瓦中的低于设定温度阈值的低温环境;设定温度阈值为临界温度,该临界温度为77k,当温度低于77k时,所有的高温超导材料即可处于超导态;真空杜瓦的真空度优于10-4Pa×m3s;制冷机为G-M制冷机; 所述伺服电机,与所述旋转盘同轴设置,并与所述伺服驱动器相连接;所述伺服驱动器还与所述控制器相连接;所述伺服电机为三相交流电机;所述伺服电机的尾部设有光电编码器,所述光电编码器用于测量所述伺服电机的转速;伺服驱动器接收到±10V的电压对应控制伺服电机以±3000rpm的转速工作; 所述霍尔传感器,与所述高斯计相连接,设于所述高温超导磁体的中心位置,用于测量所述高温超导磁体的中心磁场;霍尔传感器为低温轴向霍尔传感器,工作温度范围为1.5K~375K; 所述高斯计,还与所述控制器相连接,用于显示所述中心磁场的实时磁场数据值,并将该实时磁场数据值成比例转换为模拟电压;该模拟电压为所述控制器的反馈控制量;高斯计的±最大量程转换为±3.5V模拟电压;常用量程为±350.0kG; 以STM32F407作为主控芯片的工控板为核心控制器,内置24位DAC转换器和24位ADC转换器,DAC转换器与伺服驱动器相连接,用于输出模拟电压,使得伺服电机以此模拟电压值对应的转速值旋转; 24位ADC转换器与高斯计5相连接,用于采集与中心磁场成比例的模拟电压值; 通过ADC采集到高斯计输出的电压信号实时反馈,控制DAC输出电压进而实时控制伺服电机转速,从而使得高温超导磁体中心磁场值维持在预设值附近,完成对磁场的精确控制,按照实际需求,磁场预设值以及电机转速值都利用Keil5软件编程写在控制程序中,控制程序流程包括: 各模块初始化,设定初始DAC输出,设置ADC采集目标电压值Vpreset和高低电压阈值Vpresetmax,Vpresetmin; 开始励磁,ADC实时采集与测量磁场对应的电压值V; 若V∈[Vpresetmin,Vpresetmax],采集电压保持稳定; 若V[Vpresetmin,Vpresetmax],判断V是否大于Vpresetmax,若是,降低DAC输出,若否,当V小于Vpresetmin,增加DAC输出。
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