[實用新型]自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320034490.8
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN203070859U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田波;龔偉志;李強;王立中
• 申請（專利權(quán)）人: 北京云電英納超導電纜有限公司
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F41/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于超導磁體骨架制作過程中的結(jié)構(gòu)工藝技術(shù)，尤其涉及一種自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架，主要用于優(yōu)化骨架本身的低溫機械性能、強化骨架對超導線圈的低溫保護性能。

背景技術(shù)

超導材料在達到一定的低溫環(huán)境下，電阻為零。利用超導材料的這種特性，超導故障限流器、超導變壓器、超導儲能等一系列超導電力設(shè)備的應(yīng)用研究得到很大發(fā)展，而超導磁體作為重要組成部分，是其應(yīng)用的一個關(guān)鍵。與常規(guī)材料制作的磁體相比，利用超導線材繞制的超導線圈，其作為勵磁磁體具有功耗極小、體積緊湊、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。

但是由于超導線材復雜的制作工藝以及其自身的特殊成分組成，使得超導磁體制作中對骨架的要求很高。目前，無論是第一代Bi-2223/Ag鉍系銀包套帶材還是第二代YBCO涂層高溫超導帶材，都是脆性氧化物陶瓷材料，較大曲率的彎折會導致其通流性能變差。

此外，超導磁體一般在電力網(wǎng)絡(luò)、高強度磁場、溫度變化幅度較大等場合應(yīng)用，環(huán)境較為惡劣，因此超導磁體的制作需要考慮到制作材料的抗機械電磁作用力、絕緣能力、低溫下強度、大范圍溫度變化下強度變化和熱膨脹系數(shù)、抗疲勞性能等一系列因素。超導磁體在從常溫過渡到液氮環(huán)境溫度或者相反時，由于骨架和超導線圈的熱膨脹系數(shù)不同，會導致超導帶材繃得過緊或者過松，甚至會有超導帶材繃斷、磁體變形和損壞的嚴重后果。

授權(quán)公告號為CN101499350B的實用新型專利公開了一種高溫超導磁體骨架的結(jié)構(gòu)形式，解決了超導線圈繞制過程中的預(yù)應(yīng)力問題，并其在一定程度上提高了超導磁體機械強度，降低了磁體線圈工作過程中受到強電磁力沖擊發(fā)生損傷的幾率，但是在實用過程中發(fā)現(xiàn)，該種結(jié)構(gòu)形式的超導磁體骨架卻無法有效舒緩超導線圈與骨架之間因熱膨脹系數(shù)不同所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，嚴重時還會引發(fā)超導磁體線圈電流引線因內(nèi)應(yīng)力作用發(fā)生斷裂，導致整個磁體斷路無法正常工作，對大型超導磁體、超低溫超導磁體的工程應(yīng)用帶來無法預(yù)估的安全隱患，制約了大型超導磁體、超低溫超導磁體在工程領(lǐng)域中的發(fā)展。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架，具有自適應(yīng)的能力，可以解決因超導磁體特殊運行環(huán)境下的機械強度、熱膨脹等一系列問題，同時優(yōu)化了磁體加工工藝，消除現(xiàn)有結(jié)構(gòu)形式中的技術(shù)缺陷，提高大型超導磁體、超低溫超導磁體在工程應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性與耐久性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架，由上、下壓板夾置若干組相互疊加的圓環(huán)型分瓣組合式雙餅骨架而成；每組圓環(huán)型分瓣組合式雙餅骨架含有三瓣以上的單體雙餅骨架，其中，每個單體雙餅骨架呈扇形，由五層疊加，為對稱結(jié)構(gòu)，中心為中隔板,從中隔板向上、下兩側(cè)依次為繞制槽板和側(cè)隔板層，各層間錯縫拼接，在上、下壓板及每組的圓環(huán)型分瓣組合式雙餅骨架上都開設(shè)供非導磁拉桿穿入的固定孔,并配設(shè)電流引線銅排；在各繞制槽板層的拼接縫中，局部或全部加設(shè)彈性緩沖塊，且對應(yīng)加有彈性緩沖塊的接縫位置處，同側(cè)的側(cè)隔板層開有接縫。

所述自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架的彈性緩沖塊為對稱結(jié)構(gòu)，優(yōu)選方案是：所述的彈性緩沖塊為對稱結(jié)構(gòu)，中心為空心體為佳，兩端為實體塊，且與繞制槽板端側(cè)開設(shè)的凹槽形狀吻合以緊密卡接。

所述自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架中，在所述自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架中間層加入端頭隔板，在每組圓環(huán)型分瓣組合式雙餅骨架中配裝有對線圈引線端頭進行固定的卡具。

所述自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架中，在每兩個雙餅骨架線圈間的非線材繞制部位加入散熱墊片。

所述自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架中，若在自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架上安放的磁體采用多餅串聯(lián)后再進行組間并聯(lián)的組裝方式，則在每組超導線圈間加入組絕緣隔板。

本實用新型自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架為大型超導磁體、超低溫超導磁體的設(shè)計工作提供了高強度、高穩(wěn)定性的可行性施工技術(shù)方案，解決了影響超導磁體低溫可靠性方面的技術(shù)難關(guān)。

本實用新型的優(yōu)點在于：可以有效解決超導磁體在特殊運行環(huán)境下，繞組骨架在機械強度、冷縮熱漲因素等方面所暴露出的一系列問題，降低超導磁體因熱脹冷縮因素造成磁體損傷的風險，增強超導磁體的低溫機械性能和正常運行過程中的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本實用新型自適應(yīng)式超導磁體彈性骨架整體組裝截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型雙餅線圈骨架的組裝截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型雙餅線圈骨架錯縫拼接效果示意圖。

圖4為本實用新型彈性緩沖塊安裝效位置示意圖。

圖5為本實用新型繞制槽板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型隔板結(jié)構(gòu)示意圖。