绕组支架、电线圈和用于制造电线圈的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在两个平行的绕组平面内垂直于绕组轴线卷绕双电线圈的绕组支架，其具有至少两个部件。至少两个部件分别具有带有重叠相等的底面的环形结构和外表面，该外表面位于直圆柱圆周表面上。各部件具有至少一个缝隙形缺口，其纵向至少在各圆柱圆周表面的一部分高度上延伸。至少两个部件相互连接或可连接成，使得它在绕组轴线的方向上侧向错位地相邻布置，两个部件的缺口形成一个共同的、在两个部件上延伸的缝隙。此外，提供一种具有至少一个这种绕组支架的电线圈和一种用于制造这种线圈的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于在两个平行的绕组平面内垂直于绕组轴线卷绕双电线圈的绕组支架，其具有至少两个部件。至少两个部件分别具有带有重叠相等的底面的环形结构和外表面，该外表面位于直圆柱圆周表面上。各部件具有至少一个缝隙形缺口，其纵向至少在各圆柱圆周表面的一部分高度上延伸。至少两个部件相互连接或可连接成，使得它在绕组轴线的方向上侧向错位地相邻布置，两个部件的缺口形成一个共同的、在两个部件上延伸的缝隙。此外，提供一种具有至少一个这种绕组支架的电线圈和一种用于制造这种线圈的方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于电线圈的绕组支架和一种具有这种绕组支架的电线圈以及 一种用于电线圈的制造方法。
技术介绍
为了产生均匀的强磁场使用超导线圈，该超导线圈在持续短路电流模式中工作。 磁通密度在0. 5T至20T之间的均匀磁场例如需要用于磁共振光谱（NMR光谱）和用于磁共 振成像。该磁铁一般通过外部电路充电，然后与外部电源断开，因为在产生的持续短路电流 模式中，超导线圈中存在几乎无损的电流。合成的强磁场在时间上是特别稳定的，因为它不 受外部电路的噪声影响。 在使用已知的绕线技术时，将一根或多根超导线卷绕到支撑体上，其中，不同的线 区段通过线连接装置与尽可能小的欧姆电阻或通过超导连接装置相互接触。对于经典的低 温超导体，如跃变温度低于23K的NbTi和Nb3Sn，存在建立超导接触的技术以便线圈和绕组 与超导恒定电流开关连接。超导恒定电流开关在此是线圈电路的一部分并且为了馈送外部 电流通过加热置于欧姆传导状态。在关掉加热并冷却至工作温度之后，线圈的该部分又变 超导性的。 高温超导体或高温超导体（HTS)是跃变温度高于25K的超导材料和一些种类的材 料，例如高于77K的铜氧化物超导体，其中，工作温度可以通过以不同于液氦的低温材料冷 却而实现。HTS材料对制造用于核磁共振光谱和磁共振成像的磁线圈是特别有吸引力的，因 为一些材料具有较高的、超过20T的上临界磁场。通过更高的临界磁场，HTS材料原则上比 低温超导体更适合用于产生例如高于10T的高磁场。 制造 HTS磁线圈时存在的问题是适合用于制造超导HTS连接装置的技术的缺陷， 尤其是对于第二代HTS，所谓的2G-HTS。2G-HTS线一般以扁平带状导体的形式存在。若在 超导带状导体之间嵌入欧姆接触，则不会在忽略线圈中的损失并且所产生的磁场在几小时 或几天的时间内明显下降（参照 "IEEE Transactions on Applied Superconductivity"， 第 12 卷，第 1 期，2002 年 3 月，第 476 至 479 页和 "IEEE Transactions on Applied Superconductivity",第 18 卷，第 2 期，2008 年 6 月，第 953 至 956 页）。 在DE102010042598A1中提供一种超导MR磁装置，该超导MR磁装置具有超导带 状导体，该超导带状导体沿纵向在两个端部之间设有缝隙，以便超导带状导体形成包围 缝隙的闭合环。超导带状导体在磁装置中卷绕成至少一个由两个部分线圈组成的双线 圈，该双线圈彼此相对旋转地布置成，使得它们在测量体积中产生预设的磁场分布。在 DE102010042598A1中公开的绕组可以设计成自由支承的线圈体或绕组支架上的线圈绕组。 已知的绕组支架一般具有带有例如圆形底面的空心圆柱体形状，其中，线圈绕组 以预设的卷绕张力卷到空心圆柱体的圆周表面上。当应用在磁共振领域内时，空心圆柱体 的内部空间保持自由并且形成从外部可接近的样品体积。在DE102010042598A1中公开的 线圈装置中，传统绕组支架的使用会有问题，因为在传统的卷绕技术中，带状导体的一端位 于绕组支架上并且通过后续的绕组的卷绕张力稳固地压到绕组支架上。带状导体端部在绕 组支架上的这种机械固定防止了各个部分线圈相互间的可动性，由此使线圈的转动难以产 生预设的共同的磁场分布或防止线圈的转动产生预设的共同的磁场分布。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种绕组支架，该绕组支架避免上述缺点。本 专利技术所要解决的另一个技术问题是，提供一种具有这种绕组支架的电线圈以及一种用于这 种电线圈的制造方法。 该技术问题通过一种绕组支架解决，按本专利技术的绕组支架包括至少两个用于在两 个平行的绕组平面内垂直于绕组轴线卷绕双电线圈的部件。至少两个部件分别具有带有重 叠相等的底面的环形结构并且分别具有外表面，该外表面位于直圆柱体的圆周表面上。各 部件具有至少一个缝隙形缺口，其纵向至少在各圆柱圆周表面的一部分高度上延伸。至少 两个部件相互连接或可连接成，使得它们在绕组轴线的方向上侧向错位地相邻布置并且使 得两个部件的缺口形成一个共同的、在两个部件上延伸的缝隙。 直圆柱体根据普通的几何定义在此应当理解为通过平坦的底面沿垂直它的直线 的移动产生的物体。形状也就是说不限于具有圆形底面的圆柱体。 适宜地，各部分线圈的绕组平面位于各部件的圆柱体的底面之间。因此，各圆柱圆 周表面的高度相应于其在绕组轴线方向上的尺寸。 按本专利技术的绕组支架的至少两个部件或者相互连接，或者它们可以相互连接成， 使得它们共同地围绕绕组轴线转动，由此双线圈的两个部分线圈可以同时卷到两个部件 上。该连接例如可以以插接、粘接或在共同保持件上的机械固定的方式实现。有利地，可能 存在的连接件布置在环形部件的内侧上。适宜地，两个部件的连接装置设计成，使得它们能 很容易解开，而不会由于用力过大而损坏施加到绕组支架上的线圈绕组。例如可以在两个 连接的部件之间设置额定断裂部位。 按本专利技术的绕组支架同时能够实现双线圈的两个部分线圈的卷绕，然后分离和两 个部分线圈相互定向的改变。这种双线圈尤其可以由环形的相互勾连带状导体形成。 这里的一个关键因素是，在两个部件上延伸的缝隙，环形带状导体的导体端部穿 过该缝隙并且插入绕组支架的内部。该自由端部在绕组支架的两个部件分离之后使两个部 分线圈相互转动和空间上灵活定向。 按本专利技术的电线圈包括至少一个按本专利技术的绕组支架和至少一个双重地相互勾 连的拓扑结构的带状导体，该带状导体以具有两个部分线圈的双线圈的形式卷绕彼此相等 的线圈匝数。部分线圈分别施加到绕组支架的部件上，并且两个部分线圈彼此定向为，使得 在它们通过电流时由共同的带状导体产生的磁场相互增强。 对于几何拓扑结构中的"双重勾连"的定义而言，在此该概念理解为，带状导体具 有带孔的单环的拓扑结构。这种双重勾连的带状导体例如通过单次勾连的带状导体沿纵向 的开缝实现，由此产生在原来带子的两端处相互勾连的两个导体分支。 按本专利技术的电线圈的优点一方面在于，提供由统一材料构成的闭合导体环，而不 必创造附加的电触点。另一个优点在于，按本专利技术的绕组支架的使用使该绕组支架能够将 部分线圈灵活地定向为，使得部分线圈产生期望的磁场。为了产生强磁场需要的是，部分线 圈的磁场相互增强并且未相互抵消。这可以在共同的卷绕之后通过部分线圈相互的转动而 实现。 在按本专利技术的方法中，首先将双重勾连的拓扑结构的带状导体的第一导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在两个平行的绕组平面内垂直于绕组轴线(26)卷绕双电线圈的绕组支架(22)，所述绕组支架(22)具有至少两个部件(23，24)，其中，所述至少两个部件(23，24)分别具有带有重叠相等的底面的环形结构和外表面(30)，所述外表面(30)位于一个直圆柱体圆周表面上，其中，至少两个部件(23，24)的每个具有至少一个缝隙形缺口(32，33)，其纵向至少在所述各圆柱圆周表面的一部分高度上延伸，其中，所述至少两个部件(23，24)相互连接或可连接成，使得它们在所述绕组轴线(26)的方向上侧向错位地相邻布置，并且使得所述两个部件(23，24)的缺口(32，33)形成一个共同的、在两个部件上延伸的缝隙。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MP欧曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE