COJINETE MAGNETICO DE SUPERCONDUCTOR DE ALTA TEMPERATURA.

En la disposición anterior, puesto que el elemento de estator, provisto del superconductor, rodea de manera esencialmente concéntrica al elemento de rotor, provisto del sistema de excitación, al refrigerar por debajo de la T_c, la fuerza magnética generada mantiene el elemento de rotor en su posición, en suspensión libre. Pero la posición real del elemento de rotor después del enfriamiento o refrigeración dependerá, también, del propio peso del elemento de rotor y de la carga de trabajo, que, generalmente, darán lugar a la desviación del elemento de rotor entre la posición de enfriamiento o refrigeración y la denominada posición de funcionamiento.

Para conseguir un soporte estable y rígido del elemento de rotor es deseable que la intensidad de las fuerzas magnéticas que actúen entre el superconductor y el sistema de excitación sea la mayor posible.

En general, la fuerza resultante será función de la distancia entre el superconductor y su sistema de excitación durante la refrigeración o enfriamiento (posición de refrigeración). Si la distancia es relativamente grande (refrigeración de campo cero) de modo que, virtualmente, no actúe campo magnético alguno sobre el superconductor durante la refrigeración o enfriamiento, se obtienen como resultado fuerzas de repulsión, que aumentan progresivamente a medida que se aproximen.

Si durante la enfriamiento o refrigeración la distancia es pequeña (refrigeración de campo máximo), al ser alejados uno de otro, inicialmente se generan fuerzas de atracción que aumentan hasta un máximo y, luego, disminuyen.

Teniendo en cuenta las características de fuerza-distancia anteriores, un soporte estable y rígido del elemento de rotor requiere su desplazamiento en relación con la posición de enfriamiento o refrigeración.

El documento WO 02/06688 A1 describe un cojinete magnético, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, provisto de un elemento de estator que comprende un superconductor cilíndrico y un elemento de rotor en forma de árbol, con imanes permanentes, montados coaxialmente en el árbol, como sistema de excitación, y en el que, en posición de funcionamiento, el elemento de rotor esta dispuesto coaxialmente en relación con el elemento de estator. Con el fin de permitir la desviación entre la posición de refrigeración y la posición de funcionamiento, el superconductor cilíndrico se divide en, al menos, 2 envolventes parciales, conformadas a modo de segmento circular, susceptibles de ser desplazadas una con respecto a otra en dirección radial mediante un mecanismo de accionamiento (accionador) adecuado. Merced al movimiento de las envolventes parciales puede variarse la distancia radial entre el superconductor y el sistema de excitación. En este caso, en la posición de refrigeración, las envolventes parciales se alejan una de otra, de modo que la distancia radial en la posición de refrigeración será mayor que en la posición de funcionamiento.

Como se ha expuesto en lo que antecede, se requiere la refrigeración o enfriamiento del superconductor por debajo de su T_c, que, por ejemplo, en el caso del superconductor YBa₂Cu₃O, bien conocido, es de 70 K. Así, es necesario que el estator, con el superconductor, esté alojado en un dispositivo de enfriamiento o refrigeración cerrado herméticamente, por ejemplo, un dispositivo dewar, con gran capacidad de aislamiento térmico. Generalmente se emplean cámaras criogénicas herméticas en las que se aloja el elemento de estator con el superconductor, en la camisa de enfriamiento o refrigeración cerrada al vacío, y el elemento de rotor se posiciona en el ánima interior caliente del dispositivo criogénico.

Pero hay varios problemas asociados con una disposición de estator movible dentro de una cámara de enfriamiento o refrigeración cerrada herméticamente. En primer lugar, el mecanismo de accionamiento para mover las envolventes de superconductor parciales tiene que poder trabajar con gran fiabilidad, incluso a temperaturas muy bajas. Además, el mecanismo tiene que poder soportar las grandes diferencias de temperatura entre los estados caliente y frío. Por ejemplo, el material del que se hace el mecanismo de accionamiento tiene que presentar gran estabilidad dimensional aun cuando se refrigere a temperaturas muy bajas, es decir, su coeficiente de expansión térmica tiene que ser adecuadamente bajo. Debido a estos requisitos, un mecanismo de accionamiento destinado a funcionar a bajas temperaturas es costoso y se hace sólo con materiales específicos. Por otro lado, tales mecanismos movibles sometidos a tensiones mecánicas, de modo inherente, tienen que ser reparados con frecuencia. Pero un inconveniente consiste en que en caso de defecto no solamente tienen que ser puestos a temperatura ambiente el estator con el material superconductor de alta temperatura, sino que, también, tiene que abrirse la cámara de enfriamiento o refrigeración cerrada, y, una vez solucionado el defecto, la cámara tiene que cerrarse de nuevo y ponerse a la baja temperatura de transición, T_c, lo que hace cualquier reparación costosa y problemática.

En cualquier caso, si el mecanismo de accionamiento se encuentra fuera de la cámara de enfriamiento o refrigeración, se requiere una conexión entre...