1 / 84

Villamosipari alkalmazások: nemzetközi státusz és jövőkép – hazai szemmel

Dr Vajda István egyetemi tanár Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamos Energetika Tanszék Supertech Laboratórium. Villamosipari alkalmazások: nemzetközi státusz és jövőkép – hazai szemmel. Száz éves a szupravezetés Az MTA Műszaki Tudományok Osztályának tudományos ülése.

atalo
Download Presentation

Villamosipari alkalmazások: nemzetközi státusz és jövőkép – hazai szemmel

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Dr Vajda István egyetemi tanár Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamos Energetika Tanszék Supertech Laboratórium Villamosipari alkalmazások:nemzetközi státusz és jövőkép – hazai szemmel Száz éves a szupravezetés Az MTA Műszaki Tudományok Osztályának tudományos ülése 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  2. 1 Mit tud a szupravezető? 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  3. Szupravezetés 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  4. Mire jó a szupravezető? Különleges vezető 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  5. Mire jó a szupravezető? Különleges mágnes 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  6. SuperTech Ember lebegtető 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  7. Szupravezetés Ma hozzuk létre a holnapot! 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  8. 2 Szupravezetős Nobel-díjasok 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  9. Nobel Díjasok 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  10. 3 Szupravezető anyagok 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  11. HgBa2Ca2Cu3O9 (under pressure) 160 140 HgBa2Ca2Cu3O9 TlBaCaCuO 120 BiCaSrCuO 100 YBa2Cu3O7 Folyékony nitrogén hőmérséklet (77K) 80 60 Kritikus hőmérséklet (K) 40 (LaBa)CuO Nb3Ge Nb3Sn NbN 20 NbC Nb Pb Hg V3Si 1910 1930 1950 1970 1990 Szupravezető ötvözetek és oxidok 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  12. Kerámia szupravezetők EnisznéDr Bódog Margit 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  13. 4 Miért zérus az ellenállás? Cooper-párok 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  14. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  15. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  16. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  17. Ez például úgy lehetséges, hogy áramot hozunk létre egy zárt szupravezető gyűrűben. Az áram által létesített mágneses tér időbeni változása mérhető. i B Valóban nincs ellenállása a szupravezetőnek? Meghatározható-e a szupravezető ellenállásának felső korlátja? A több mint két évig tartó mérés azt mutatta, hogy sc  10-25 m !! 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  18. A fluxusállandóság elvének alkalmazása Dr Kósa János 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  19. 5 Szupravezetők osztályozása 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  20. Szupravezetők osztályozása #1 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  21. Szupravezetők osztályozása #2 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  22. 6 II. Típusú szupravezetők 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  23. A fluxus-kvantum A mágneses tér a szupravezetőbe ún. fluxus-örvények (fluxus-szálak, örvények) formájában hatol be. Minden egyes fluxus-szál ugyanakkora fluxust tartalmaz, az ún. fluxus-kvantumot, amelynek értéke f0 = h/2e = 2.07.10-15Vs, ahol ha Planck-állandó, eaz elektron töltése. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  24. Ideális II. típusú szupravezető Ideális, szennyeződésektől és rácshibáktól mentes homogén anyagi minőségű (ideális) II. típusú szupravezetőkben az örvényrács szabadon mozoghat. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  25. A mágneses tér behatolása a szupravezetőbe:átmágnesezés (video felvétel) 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  26. Pinning Inhomogén, nemideális II. típusú szupravezető anyagban a fluxus-szálak rögzítődnek az inhomogenitásokon. Az inhomogenitások neve „pinning-centrum”, a fluxus-szálak rögzítődése ezeken a pinning-centrumokon „pinning” néven ismert. Pinning: akadályozza a tér behatolását Fluxuskvantum A mágneses tér eloszlása Kritikus áramsűrűség 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  27. Örvényszerkezet Dr Mészáros Sándor 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  28. Lebegtetési kísérletek 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  29. 25,4 mm 36 mm Az alkalmazott szupravezetők és állandó mágnesek YBCO lebegtető NdBFe állandó mágnes 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  30. Lebegtetési kísérlet #1 • ZFC = Zero Field Cooled (mágneses tér mentes hűtés) • ZFC  lebegtetés 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  31. Lebegtetési kísérlet #2 • Stabil pozíció keresése 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  32. Lebegtetési kísérlet #3 • FC = Field Cooled (hűtés mágneses térben) • FC  felfüggesztés, a fluxus befagyasztása 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  33. Lebegtetési kísérlet #4 • Felmelegedés (SN átmenet folyamata) 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  34. Mágneses erővonalak Állandó mágnes Lebegtetés MHS tárcsa (levitátor) Pinning centrumok A lebegtetési kísérlet magyarázata 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  35. II. Típusú szupravezetők kritikus felülete Áramsűrűség, A/cm2 Kritikus felület Mágneses tér, T Hőmérséklet, K 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  36. II. Típusú szupravezetők AC vesztesége M, G Mágnesezési görbe (mért) Mágnesezési görbe (számított) 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  37. II. Típusú szupravezetők (MHS)villamos karakterisztikái (E-J görbe) MgB2huzal YBCO gyűrű 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  38. Az elektrotechnikai gyakorlatban alkalmazott szupravezetők 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  39. … tégla tárcsa gyűrű Rúd Különböző alkatrészek MHS tömbök SokszálasAHS huzalok MgB2(KHS) huzal MHS Y-szalag „burkolt vezető” SokszálasMHS Bi-szalag 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  40. Elmélet, modellezés, szimuláció Térszámítás: ZÁK, SLIMFormer, csapágy Tihanyi Viktor 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  41. 2D elektromágneses és 3D termikus szimuláció 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  42. Szimulációs eredmények Számított és mért eredmények összehasonlítása 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  43. 7 Az alacsony hőmérséklet előállítása 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  44. A hűtés hatásfoka (fajlagos hűtőteljesítmény) Tipikus 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  45. 8 A szupravezetős elektrotechnikai alkalmazásokok osztályozása 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  46. Az elektrotechnikai alkalmazások osztályai • Az előállított mágneses tér nagysága alapján • Az áramnem alapján • Az alkalmazások jellege alapján 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  47. 1. Az előállított mágneses tér nagysága alapján • Nagy mágneses terű (high field, HF), > 1 T alkalmazások, úgymint generátorok, motorok, fúziós erőművek, magnetohidrodinamika (MHD) és mágneses energiatárolás; • Kis mágneses terű (low field, LF), < 1 T alkalmazások, úgymint erősáramú kábelek, transzformátorok, áramkorlátozók. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  48. 2. Az áramnem alapján • Egyenáramú (DC) alkalmazások, úgymint gerjesztő tekercsek, egyenáramú kábelek, homopoláris gépek; • Váltakozóáramú (AC) alkalmazások, úgymint váltakozóáramú kábelek, armatura-tekercselések, transzformátorok, áramkorlátozók, stb.. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  49. 3. Az alkalmazások jellege alapján • Versenyző alkalmazások, amelyeknek létezik “hagyományos”, nem-szupravezetős megoldása (alternatívája, variánsa), a szupravezetős megoldás a hagyományos alternatívánál jobb műszaki paraméterekkel (tipikus példák a nagyobb hatásfok, kisebb méret és súly) és versenyképes árral kell rendelkezzen; versenyző alkalmazásokra példák a generátorok, transzformátorok, kábelek. • Résekbe illeszkedő alkalmazások, amelyeknek – legalábbis az ipari gyakorlatban – nem létezik hagyományos, nem-szupravezetős alternatívája. A szupravezetős megoldás olyan rést tölt be, amely hagyományos módon lényegében nem megoldott. Résekbe illeszkedő megoldásokra példák a mágneses energiatároló, a stabilis passzív mágneses csapágyazás, illetve az ilyen csapágyazású energiatároló lendkerék, az áramkorlátozó, továbbá az igen nagy mágneses terek előállítása .. 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

  50. 9 Szupravezetős elektrotechnikai alkalmazások Piacközeli prototípusok 100 éves a szupravezetés, MTA MTO, 2011. nov. 10.

More Related