行星式无超导接头多饼线圈绕线机制造技术

一种行星式无超导接头多饼线圈绕线机，恒星绕线轴(1)安装于固定台架(9)上。行星传动器(4)一端安装于恒星绕线轴(1)下方，与调速电机(10)连接并由其带动。行星绕线轴(2)位于行星传动器(4)的另一端。卫星传动器(5)一端位于行星绕线轴(2)下端，由行星绕线轴(2)上的电机带动。卫星绕线轴(3)位于卫星传动器(5)的另一端。恒星绕线骨架(6)、行星绕线骨架(7)、卫星绕线骨架(8)分别位于恒星绕线轴(1)、行星绕线轴(2)、卫星绕线轴(3)上端；调速电机(10)和控制器(11)安装于固定台架(9)上。本发明专利技术可以绕制无超导接头的高温超导多饼线圈。

【技术实现步骤摘要】
行星式无超导接头多饼线圈绕线机
本专利技术涉及一种用于绕制超导线圈的绕线装置，特别涉及绕制高温超导带材无缝多饼式线圈的绕线装置。
技术介绍
超导磁体由超导材料制备的线材或带材绕制而成，其中高温超导磁体大多由带材绕制而成。由于带材不能够像线材一样采用层绕式绕法，因此目前使用高温超导带材绕制磁体大多采用饼式的绕法。采用饼式绕法绕制的线圈，需要通过超导接头连接在一起。在饼式绕法中最常采用的是双饼式绕法，双饼式绕法和单饼式绕线法相比，双饼式绕法可以降低一半的超导接头数量。绕制双饼线圈的绕线机由两根位置固定的绕线轴和相关支撑传动机构构成。绕线时将带材的中心固定在一个绕线骨架的中心，线盘固定在另一个绕线轴上，两根绕线轴朝同一个方向转动，以完成一个饼的绕制，之后重复这一过程，完成另一个饼的绕制。然而，双饼式绕线法绕制的线圈，其超导接头数量仍然会达到单饼式线圈一半。超导接头的制作技术要求高，且有失败的风险。以目前的技术水平，一个高温超导接头的电阻约为10-7欧姆。由于高温超导线圈的运行电流一般高达数百安培，因此超导接头上会产生大量的热能，会消耗磁体中的电磁能。更严重的，这些热能可能会影响到磁体运行的稳定性，甚至可能导致磁体失超。因此，需要一种新型的适用于绕制高温超导带材的绕线机，并采用新式的绕线方法，避免超导接头的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提出一种绕制无超导接头高温超导多饼线圈的绕线机。一种行星式无超导接头多饼线圈绕线机，包括恒星绕线轴、行星绕线轴、卫星绕线轴、行星传动器、卫星传动器、恒星绕线骨架、行星绕线骨架、卫星绕线骨架、固定台架、调速电机以及控制器。恒星绕线轴安装于固定台架上。行星传动器的一端固定于恒星绕线轴的下端，与调速电机连接并由调速电机带动。行星绕线轴位于行星传动器的另一端。卫星传动器的一端位于行星绕线轴的下端，由行星绕线轴上的电机带动。卫星绕线轴位于卫星传动器的另一端。恒星绕线骨架位于恒星绕线轴的上端，行星绕线骨架位于行星绕线轴的上端、卫星绕线骨架位于卫星绕线轴的上端；调速电机和控制器安装于固定台架上。控制器和调速电机、行星绕线轴上的电机以及卫星绕线轴上的电机通过电气线路连接。所述的用于绕制无超导接头高温超导多饼线圈的绕线机，其特征在于恒星绕线轴固定不转动，行星绕线轴由行星传动器带动围绕恒星绕线轴公转，卫星绕线轴由卫星传动器带动围绕行星绕线轴公转。行星绕线轴和卫星绕线轴由安装在其下部的电机带动进行自转，自转的方向和公转相反；恒星绕线骨架、行星绕线骨架和卫星绕线骨架的上下位置可以根据需要调节。控制器通过电气线路控制调速电机、行星绕线轴上的电机以及卫星绕线轴上的电机的转速。恒星绕线骨架和行星绕线骨架是用于绕制双饼线圈的绕线骨架，两端端板间的空隙略大于高温超导带材宽度的两倍；卫星绕线骨架是用于绕制单饼线圈的绕线骨架，两端端板间的空隙略大于高温超导带材宽度。所述的用于绕制高温超导带材无缝多饼线圈的绕线器的工作过程如下：1)根据所绕线圈的饼数和每个饼的匝数，计算所需的高温超导带材总长度和每个饼式线圈的长度，并在带材上标定每个饼式线圈的长度作为绕制时的参考。2)将全部带材以双饼线圈的形式绕制于恒星绕线骨架上。3)在卫星绕线骨架上绕制一个单饼线圈。开始绕制时，将恒星绕线骨架上的双饼线圈下端的出线固定于卫星绕线骨架上，绕制过程中，卫星绕线轴围绕恒星绕线轴公转，并以相反方向自转。所绕制的单饼线圈和恒星绕线骨架上的双饼线圈直接相连，不存在超导接头。4)在行星绕线骨架的上端绕制一个单饼线圈。绕制过程中行星绕线轴围绕恒星绕线轴自转并公转，公转方向和自转相反；卫星绕线轴围绕行星绕线轴以行星绕线轴自转的周期公转。5)在行星绕线骨架的下端绕制一个单饼线圈。绕制过程中行星绕线轴停止公转和自转，卫星绕线轴围绕行星绕线轴公转并自转，自转方向和公转相反，将卫星绕线骨架上的单饼线圈转移到行星绕线骨架上。6)行星绕线骨架上形成一个双饼线圈，和恒星绕线骨架上的双饼线圈直接相连，无需超导接头。将两个双饼线圈进行安装，即可形成一个无超导接头的四饼线圈。7)重复步骤3到步骤6，绕制任意饼数的线圈。本专利技术可以使用高温超导带材绕制无超导接头的多饼超导线圈。本专利技术不仅可以减少超导接头带来的能量损耗，更可以避免超导接头处的焦耳热带来的不稳定性和磁体失超的可能。并且可以省略超导接头的制作，简化线圈的制造工艺。从而大大提高高温超导磁体这一昂贵设备的安全性和经济性。附图说明图1为本专利技术绕线机外观示意图；图2为本专利技术绕线机卸除固定台架，调速电机，控制器的上半部分结构示意图；图3为本专利技术绕线机绕制多饼线圈状态示意图，图中所示卸除了固定台架，调速电机，控制器，包含高温超导体带材；图中，1恒星绕线轴、2行星绕线轴、3卫星绕线轴、4行星传动器、5卫星传动器、6恒星绕线骨架、7行星绕线骨架、8卫星绕线骨架、9固定台架、10调速电机、11控制器、12高温超导带材。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。本专利技术用于绕制无超导接头高温超导多饼线圈的绕线机，包括恒星绕线轴1、行星绕线轴2、卫星绕线轴3、行星传动器4、卫星传动器5、恒星绕线骨架6、行星绕线骨架7、卫星绕线骨架8、固定台架9、调速电机10，以及控制器11。恒星绕线轴1位于固定台架9上。行星传动器4的一端固定于恒星绕线轴1的下端，与调速电机10连接并由调速电机10带动；行星绕线轴2位于行星传动器4的另一端。卫星传动器5的一端位于行星绕线轴2的下端，由行星绕线轴2上的电机带动；卫星绕线轴3位于卫星传动器5的另一端。恒星绕线骨架6位于恒星绕线轴1的上端，行星绕线骨架7位于行星绕线轴2的上端，卫星绕线骨架8位于卫星绕线轴3的上端。调速电机10和控制器11安装于固定台架9上；控制器11和调速电机10、行星绕线轴2上的电机以及卫星绕线轴3上的电机通过电气线路连接。本专利技术绕线机工作时，恒星绕线轴1固定不转动，行星绕线轴2由行星传动器4带动围绕恒星绕线轴1公转，卫星绕线轴3由卫星传动器5带动围绕行星绕线轴2公转；行星绕线轴2、卫星绕线轴3由安装在其下部的电机带动进行自转，自转的方向和公转相反。恒星绕线骨架6、行星绕线骨架7和卫星绕线骨架8的上下位置可以根据需要调节。控制器11可过电气线路控制调速电机10、行星绕线轴2上的电机以及卫星绕线轴3上的电机的转速。恒星绕线骨架6和行星绕线骨架7是用于绕制双饼线圈的绕线骨架，两端端板间的空隙略大于高温超导带材宽度的两倍；卫星绕线骨架8是用于绕制单饼线圈的绕线骨架，两端端板间的空隙略大于高温超导带材宽度。所述的用于绕制高温超导带材无缝多饼线圈的绕线器的使用方法包括以下步骤：1)根据所绕线圈的饼数和每个饼的匝数计算所需的高温超导带材总长度和每个饼式线圈的长度，并在带材上标定每个饼式线圈的长度作为绕制时的参考；2)将全部带材以双饼线圈的形式绕制于恒星绕线骨架6上；3)在卫星绕线骨架8上绕制一个单饼线圈。绕制开始时，将恒星绕线骨架6上的双饼线圈下端的出线固定于卫星绕线骨架8上；绕制中卫星绕线轴3围绕恒星绕线轴1公转并以相反方向自转。该单饼线圈和恒星绕线骨架6上的双饼线圈直接相连，不存在超导接头。4)使用行星绕线骨架7的上端绕制一个单饼线圈。绕制过程中绕制过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行星式无超导接头多饼线圈绕线机，其特征在于：所述的绕线机包括恒星绕线轴(1)、行星绕线轴(2)、卫星绕线轴(3)、行星传动器(4)、卫星传动器(5)、恒星绕线骨架(6)、行星绕线骨架(7)、卫星绕线骨架(8)、固定台架(9)、调速电机(10)，以及控制器(11)；恒星绕线轴(1)安装于固定台架(9)上；行星传动器(4)的一端固定于恒星绕线轴(1)的下端，行星传动器(4)与调速电机(10)连接并由调速电机(10)带动；行星绕线轴(2)位于行星传动器(4)的另一端；卫星传动器(5)的一端位于行星绕线轴(2)的下端，由安装在行星绕线轴(2)上的电机带动；卫星绕线轴(3)安装于卫星传动器(5)的另一端；恒星绕线骨架(6)位于恒星绕线轴(1)的上端；行星绕线骨架(7)位于行星绕线轴(2)的上端；卫星绕线骨架(8)位于卫星绕线轴(3)的上端；调速电机(10)和控制器(11)安装于固定台架(9)上，控制器(11)和调速电机(10)、行星绕线轴(2)上的电机以及卫星绕线轴(3)上的电机通过电气线路连接。

【技术特征摘要】
1.一种行星式无超导接头多饼线圈绕线机，其特征在于：所述的绕线机包括恒星绕线轴(1)、行星绕线轴(2)、卫星绕线轴(3)、行星传动器(4)、卫星传动器(5)、恒星绕线骨架(6)、行星绕线骨架(7)、卫星绕线骨架(8)、固定台架(9)、调速电机(10)，以及控制器(11)；恒星绕线轴(1)安装于固定台架(9)上；行星传动器(4)的一端固定于恒星绕线轴(1)的下端，行星传动器(4)与调速电机(10)连接并由调速电机(10)带动；行星绕线轴(2)位于行星传动器(4)的另一端；卫星传动器(5)的一端位于行星绕线轴(2)的下端，由安装在行星绕线轴(2)上的电机带动；卫星绕线轴(3)安装于卫星传动器(5)的另一端；恒星绕线骨架(6)位于恒星绕线轴(1)的上端；行星绕线骨架(7)位于行星绕线轴(2)的上端；卫星绕线骨架(8)位于卫星绕线轴(3)的上端；所述的恒星绕线骨架(6)和行星绕线骨架(7)是用于绕制双饼线圈的绕线骨架，恒星绕线骨架(6)和行星绕线骨架(7)两端端板间的空隙略大于高温超导带材宽度的两倍；卫星绕线骨架(8)是用于绕制单饼线圈的绕线骨架，两端端板间的空隙略大于高温超导带材宽度；调速电机(10)和控制器(11)安装于固定台架(9)上，控制器(11)和调速电机(10)、行星绕线轴(2)上的电机以及卫星绕线轴(3)上的电机通过电气线路连接。2.根据权利要求1所述的行星式无超导接头多饼线圈绕线机，其特征在于：所述的恒星绕线轴(1)固定不转动，行星绕线轴(2)由行星传动器(4)带动围绕恒星绕线轴(1)公转，卫星绕线轴(3)由卫星传动器(5)带动围绕行星绕线轴(2)公转；行星绕线轴(2)、卫星绕线轴(3)由安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光，程军胜，冯忠奎，戴银明，王秋良，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11