[實(shí)用新型]超導(dǎo)磁體的無熱傳導(dǎo)電流引線勵磁裝置以及勵磁電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022121803.6
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN213935808U
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高而震;董振斌;涂煒旻;張翔;李泳;張秀加
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇美時醫(yī)療技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01F6/00
• 分類號: H01F6/00;H01F6/04
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧道花

本實(shí)用新型公開了超導(dǎo)磁體的無熱傳導(dǎo)電流引線勵磁裝置，包括勵磁服務(wù)塔以及置于其內(nèi)的一對互感線圈，互感線圈包括連接超導(dǎo)磁體室溫端的兩根第一電流引線的初級線圈以及與初級線圈相鄰但不接觸的次級線圈；次級線圈依次連接整流電路、兩根第二電流引線和超導(dǎo)磁體；每一個第一電流引線的直徑小于第二電流引線的直徑。該勵磁電路包括依次連接的第一電流引線、互感線圈、整流電路、第二電流引線和超導(dǎo)磁體，互感線圈包括相互感應(yīng)傳導(dǎo)電流和電壓的初級線圈和次級線圈，并且經(jīng)過第一電流引線的電流小于經(jīng)過第二電流引線的電流。本實(shí)用新型降低了電連接漏熱功率及超導(dǎo)磁體對制冷功率需求，增加了磁體勵磁的穩(wěn)定性和液氦損耗,節(jié)約了能源和成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及電源勵磁和維持方式是通過高電壓小電流注入到磁體內(nèi)部的，從而降低了電連接帶來的漏熱功率，降低了磁體的對制冷功率的需求的超導(dǎo)磁體的無熱傳導(dǎo)電流引線勵磁裝置以及勵磁電路。

背景技術(shù)

超導(dǎo)磁體是在超導(dǎo)線圈里維持持續(xù)的電流來產(chǎn)生磁場的。目前的超導(dǎo)磁體按電流的維持方式可分為：閉環(huán)和開環(huán)兩種工作方式。以閉環(huán)方式工作的磁體，在勵磁電源加載電流（勵磁過程）以后，關(guān)閉磁體里的超導(dǎo)開關(guān)，形成一個沒有電阻的純超導(dǎo)閉環(huán)電路，電流可以在包括磁場線圈在內(nèi)的超導(dǎo)閉環(huán)電路里，長時間持續(xù)穩(wěn)定地流動，從而維持一個非常穩(wěn)定的磁場。另外有一部分磁體，由于某種原因或需要，不采用閉環(huán)工作方式。比如，高溫超導(dǎo)材料制作的磁體，由于剩余的接頭電阻，會有緩慢的磁場衰減，就是開環(huán)磁體的一個典型例子。以開環(huán)方式工作的磁體，需要一個穩(wěn)定的電源來維持磁體的電流。磁體勵磁是通過勵磁引線將勵磁電源和磁體相連的。由于磁體電流一般在幾百安培（如200-1000安培），需要相當(dāng)粗的銅線或銅棒才能安全連接并不至于產(chǎn)生太大的熱量。但是銅也是熱的良導(dǎo)體，這樣的勵磁電流引線會產(chǎn)生巨大的漏熱。這個問題對開環(huán)磁體尤其突出，因?yàn)殚]環(huán)磁體在完成勵磁后就將電流引線拆除，而開環(huán)磁體的電流引線是長期連接以維持電流的。

在勵磁的過程中插進(jìn)磁體的電流引線由可以安全通過大電流的粗銅線或多股細(xì)銅線組成。銅不但是電的良導(dǎo)體，同時也是熱的良導(dǎo)體。插入電流引線給低溫系統(tǒng)引進(jìn)了巨大的漏熱熱源。這個漏熱功率是冷頭制冷功率的幾十倍，甚至更大，因此會產(chǎn)生很大的液氦蒸發(fā)損耗。所以勵磁過程一般控制在較短的時間段。勵磁完成后，勵磁引線必須在短時間內(nèi)拔出。這個流程對需要依賴電源長時間工作的磁體，顯然不合適。需要和電源長時間連接的磁體需要更強(qiáng)的制冷系統(tǒng)來平衡電流引線的漏熱。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種其電源勵磁和維持方式是通過高電壓小電流注入到磁體內(nèi)部的，從而降低了電連接帶來的漏熱功率，降低了磁體的對制冷功率的需求的超導(dǎo)磁體。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：超導(dǎo)磁體的無熱傳導(dǎo)電流引線勵磁裝置，包括勵磁服務(wù)塔以及置于其內(nèi)的一對互感線圈，其中：

互感線圈，包括連接超導(dǎo)磁體室溫端的兩根第一電流引線的初級線圈，以及與初級線圈相鄰但不接觸的次級線圈；

次級線圈，依次連接整流電路、兩根第二電流引線和超導(dǎo)磁體；

每一個第一電流引線的直徑小于第二電流引線的直徑。

優(yōu)選地，所述勵磁裝置還包括貫穿地連接在超導(dǎo)磁體的低溫杜瓦室溫外殼與低溫杜瓦液氦容器之間的勵磁服務(wù)塔和互感隔熱筒，其中：

互感隔熱筒，具有冷屏傳熱蓋和互感隔熱筒體;

冷屏傳熱蓋，與低溫杜瓦防輻射冷屏接觸降溫，同時將室溫端的熱源隔絕在低溫杜瓦液氦容器外；

互感隔熱筒體，用于容納互感線圈的次級線圈和整流電路。

優(yōu)選地，整流電路和互感隔熱筒之間還設(shè)有至少一塊導(dǎo)熱塊。

優(yōu)選地，冷屏傳熱蓋，由導(dǎo)熱材料制成，與低溫杜瓦防輻射冷屏接觸,將第二電流引線產(chǎn)生的熱量傳至冷屏,從而對第二電流引線降溫，同時將室溫端的熱源隔絕在低溫杜瓦液氦容器外。