专利名称：一种用于超导开关的骨架及无感绕制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于超导开关的骨架及无感绕制方法。
背景技术：
超导开关是并联于超导磁体两端，实现超导磁体闭环运行的重要部件，具有断开和导通两种工作状态，分别对应于超导开关由超导态转变为正常态(由无阻状态转变为有阻状态)和由正常态转变为超导态(由有阻状态转变为无阻状态)。由于闭环回路中的超导开关仅是利用其阻抗效应，因此超导开关需要制作成无感线圈，以消除其对电路和环境的感抗影响，使其感应系数为零或尽量接近于零。制作超导开关的关键技术是性能优良的无感线圈的结构设计和绕制工艺，因此无感线圈的绕制方法就影响和决定了超导开关的性能。中国专利CN1056M5C中公开的无感线圈绕制方法是把用于绕制的一段导线头尾对折，从折合处同时进行绕制，这种绕制方法对于普通的通电导线是实用的，而对于弹性较大的粗硬超导线，特别是多股超导线制成的绞缆来说，对折处曲率半径较大，不易固定，线圈匝间不能紧密排列，且超导线在对折过程中会有被折断的隐患存在。中国专利CN1095591C提出了一种层间换向反转单绕法进行超导开关的无感绕制，该方法绕制的无感线圈为偶数层，且至少为两层；对于总层数是否能被4除尽的两种情况，正向绕制和反向绕制的顺序不同，且匝数要根据情况不同而有所变化，因此该方法存在很大的局限性，且绕制过程较复杂。
发明内容
本发明的目的是提出一种适用于粗硬超导线，特别是多股超导缆线的超导开关骨架及无感绕制方法，具体的说是一种以分离式骨架为基础的双绕方法。本发明超导开关的无感绕制是以一种分离骨架的形式实现的，骨架由一端带有法兰的圆柱筒和圆形端板两部分组成，圆柱筒无法兰的一端刻有S型凹槽，凹槽宽度和深度与导线线径相同，骨架的圆形端板用压接螺钉与圆柱筒无法兰的一端压紧连接成一体形成超导开关骨架。本发明中绕制的超导开关既可用于传导冷却式超导磁体，也可用于液氦浸泡式超导磁体。一般传导冷却式超导开关骨架选用金属材料，如黄铜、紫铜、不锈钢等；液氦浸泡式超导开关骨架选用非金属绝缘材料，如环氧玻璃钢，聚四氟乙烯、胶木等等。对于金属骨架，在绕制前需要先对骨架做绝缘处理，如喷涂四氟膜，粘贴聚酰亚胺薄膜等。本发明从超导线的中点处开始绕制，超导线的中点对折部分嵌入在骨架的S型凹槽内，凹槽有一定的曲率半径，凹槽两端的出口是很平滑的圆弧面，绕制时不会对超导线造成损伤，且超导线没有被折断的隐患。超导线嵌入S型凹槽后，将圆形端板用压接螺钉与圆柱筒无法兰的一端连在一起压紧固定，超导线的中点经过S型凹槽后，头尾两段的绕制方向相同，然后在同样的绕制张力下同时并列进行双绕。用此方法绕制的超导开关线圈每层的导线之间排列紧密整齐，且没有层数的限制，奇数层、偶数层均可。本发明的超导开关无感绕制方法对于超导线的形状没有限制，既可以是圆形截面超导线，也可以是矩形截面超导线。
图1是超导开关分离式骨架的示意图，图中1圆柱筒，2S型凹槽，3圆形端板；图2是根据本发明实施例的超导开关绕制示意图，图中4超导线，5压接螺钉。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。本实施例以圆形截面超导线为例，如图1所示，本发明的分离式超导开关骨架由一端带法兰的圆柱筒1和圆形端板3组成，所述的圆柱筒1无法兰的一端刻有S型凹槽2，S型凹槽2用来嵌入超导线，使超导线头尾的绕制方向一致，实现双绕；所述的圆形端板3是超导开关骨架的另一个法兰，与圆柱筒1无法兰的一端连接在一起形成超导开关骨架。如图2所示，将超导线4的中点段嵌入S型凹槽2后，用低温环氧胶填满S型凹槽2的空隙，以固定超导线4，然后将圆形端板3用压接螺钉5与骨架的圆柱筒1无法兰的一端连在一起压紧固定，超导线5的中点经过S型凹槽2后，头尾两段的绕制方向相同，然后在同样的绕制张力下即可同时并列进行双绕。用此方法绕制的超导开关线圈每层的导线之间排列紧密整齐，且没有层数的限制，奇数层偶数层均可。
权利要求
1.一种超导开关的骨架，其特征在于，所述的超导开关骨架为分离式骨架，由一端带有法兰的圆柱筒⑴和圆形端板⑶组成；圆形端板⑶由压紧螺钉(5)与圆柱筒⑴无法兰的一端紧固。
2.使用权利要求1所述骨架的超导开关无感绕制方法，其特征在于，所述的圆柱筒(1)无法兰的端面上刻有一 S型凹槽0)，超导线的中点对折处嵌入S型凹槽O)内，用低温环氧胶填满S型凹槽O)中的缝隙；经过S型凹槽(2)后的超导线(4)头尾的绕制方向相同，实现在同样的绕制张力下并行绕制。
全文摘要
一种超导开关骨架，由一端带有法兰的圆柱筒(1)和圆形端板(3)组成；在所述的圆柱筒(1)无法兰的端面上刻有一S型凹槽(2)，超导线(4)的中点对折处嵌入S型凹槽(2)内，S型凹槽(2)中的缝隙用低温环氧胶填满。然后圆形端板(3)由压紧螺钉(5)与圆柱筒(1)无法兰的一端连接在一起，压紧固定；经过S型凹槽(2)后的超导线(4)头尾的绕制方向相同，可在同样的绕制张力下并行绕制，实现无感双绕。
文档编号H01L39/16GK102394269SQ20111017185
公开日2012年3月28日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者刘浩扬, 崔春艳, 李兰凯, 王秋良, 程军胜, 黄礼凯 申请人:中国科学院电工研究所