一种超导限流器无感线圈及其连接方法技术

本发明专利技术的一种超导限流器无感线圈及其连接方法，由此制作的绕组电感基本完全抵消，磁场对超导带材性能的影响可忽略，从而保证绕组通流的稳定性。同时在两根带材焊接处采用正面对接的方式，保证了接头电阻最小、操作简单、节约成本。无感线圈结构可以作为一个单元模块，这种单元模块通过不同的串并联组合可得到任意阻值的电阻型超导限流器绕组。本发明专利技术的无感线圈具有结构简单、操作方便、接头电阻小等诸多优点，从而可广泛用于无感型超导绕组或超导磁体中。

A non inductive coil of superconducting current limiter and its connection method

【技术实现步骤摘要】
一种超导限流器无感线圈及其连接方法
本专利技术涉及一种超导限流器无感线圈及其连接方法，属于超导应用磁体领域的技术方案，适用于超导带材绕制的无感线圈结构，尤其适用于电阻型超导限流器的限流单元。
技术介绍
随着超导带材在电力系统的广泛应用，人们对采用超导带材绕制成线圈后产生的磁场对超导带材性能的影响越来越关注。在实际应用中，多根超导带材的绕制和并联通电后产生的电感是不利的，完全没有电感的超导线圈使产品运行更加稳定，减少能量损失，降低对电网其他运行设备的干扰，此外对叠绕的超导带材和并联线圈结构的均匀问题能得到最大程度的改善和解决。于是各种不同结构的无感线圈便应运而生，其中有八卦式无感线圈结构、同名端连接的无感线圈结构等。前者要求带材应满足一组无感线圈的长度要求，目前超导长带制备的成品率仍是超导带材生产商面临的共同问题，在设计线圈时尽可能减小单根带材长度，超导带材接头也是目前面临的难题之一。另外对于大电流无感线圈来说，采用多根超导带材绕制时需考虑超导带材的换位问题，这对于超导带材而言，又是一个工艺难题；后者两个独立线圈因不完全相同使其仍存在一定的电感，对于电流较大的无感线圈来说电感越大。基于以上无感线圈结构带来的种种问题，本专利技术提出一种无感线圈结构及其连接方法，既能减小单根超导带材的长度要求，又能使两个线圈产生的磁场完全抵消。该无感线圈在绕制时需要注意两根带材的绕制方向和连接问题。两根带材绕制过程中若采用叠绕并通入相同方向的电流，是产生的电感方向也相同，从而增强了绕组本身的磁场强度，降低了超导带材的使用效率；另外在带材底部连接地方应该注意使用接头电阻最小的方式进行连接，并防止其连接不稳定，同时避免其分压过高造成无功功率的增长。为解决超导带材绕制过程中存在的问题，本专利技术提出一种超导带材的绕制方法，让两根超导带材在绕制时候正面相对进行绕制，在底部连接处可以实现两者正面焊接，达到接头电阻最小的同时，通电以后两者的电感也达到最小，几乎可以忽略不计。该方法原理清晰，简单明了，易操作，成本低，能量损失小，是一种理想的超导带材绕制方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种超导限流器无感线圈及其连接方法，可以将无感线圈的两个线圈产生的磁通完全抵消。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种超导限流器无感线圈，所述的无感线圈由两根超导带材叠绕而成，所述的两根超导带材一端进行焊接，另一端分别为电流进出端。优选地，所述的超导带材包括超导裸带及包覆在所述的超导裸带外的外包覆层。优选地，所述的超导裸带具有正面和反面，所述的超导裸带的正面为镀银面，所述的超导裸带的反面的基带面。优选地，所述的无感线圈的两根超导带材的正面相对设置。优选地，所述的无感线圈为螺线管线圈或饼式线圈或其它结构型式线圈。本申请还提供了一种超导限流器无感线圈的串并联的连接结构。本申请还提供了一种所述的超导限流器无感线圈的制作方法，所述的制作方法包括以下步骤，(1)将两根超导带材正面的外包覆层之间加入焊料，加热后，得到超导带材的焊接接头；(2)将两根带材进行叠绕而成所述的无感线圈。优选地，所述的步骤(2)具体为，将两根带材正面相对进行叠绕，两根带材之间可设置绝缘层或采用带绝缘的超导带材。本专利技术的超导限流器无感线圈及其连接方法，由此制作的绕组电感基本完全抵消，磁场对超导带材性能的影响可忽略，从而保证绕组通流的稳定性。同时在两根带材焊接处采用正面对接的方式，保证了接头电阻最小、操作简单、节约成本。无感线圈结构可以作为一个单位模块，这种单位模块通过不同的串并联组合可得到任意阻值的电阻型超导限流器绕组。本专利技术的无感线圈具有结构简单、操作方便、接头电阻小等诸多优点，从而可广泛用于无感型超导绕组或超导磁体中。附图说明图1是两根超导带材焊接示意图；图2是无感线圈结构的示意图；图3是无感线圈串联连接示意图；图4是无感线圈并联连接示意图。其中：1、焊料；2、超导裸带；3、外包覆层；4、正面；5、反面。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图2所示，为本申请的一种超导限流器无感线圈，所述的无感线圈由两根超导带材叠绕而成，两根所述的超导带材一端部焊接，两根超导带材的另一端部分别为电流进出端。如图1所示，所述的超导带材包括超导裸带2及包覆在所述的超导裸带2外的外包覆层3。所述的超导裸带2具有正面4和反面5，所述的超导裸带2的正面4为镀银面，所述的超导裸带2的反面5的基带面。所述的无感线圈的两根超导带材的正面4相对设置。在本专利技术中，所述的无感线圈为螺线管线圈或饼式线圈，或其它结构型式的线圈。本专利技术还提供了无感线圈的绕制方法，以下步骤，(1)将两根超导带材的外包覆层3之间加入焊料1，加热后，得到超导带材的焊接接头；(2)将两根带材进行叠绕而成所述的无感线圈。在一种优选实施方案中，所述的步骤(2)具体为，将两根带材正面相对进行叠绕，两根带材之间可设置绝缘层，绝缘层厚度由电压等级决定。这样在通流以后产生的磁场较小，对超导带材临界电流影响忽略不计，此外，根据计算结果，超导限流单元的电感值很小，对系统稳态运行时的阻抗影响较小。如图3所示，多组无感线圈采用串联方式连接而得到的无感磁体中，其中第一个线圈的一根带材首端作为进线端，另一根带材的首端作为出线端，第一个线圈的出线端与第二个线圈的进线端通过导体串联，第二个线圈的出线端通过另一导体与第三个线圈的进线端相串联，以此类推。如图4所示，多组无感线圈采用并联方式连接而得到的无感磁体中，所有线圈的进线端相连，所有线圈的出线端相连，形成并联无感磁体。此外多组无感线圈先并联再串联或先串联再并联或混和式联接方法得到的无感磁体均在本专利技术的保护范围之内。本专利技术阐述了一种电感可相互抵消的无感线圈结构。专利技术的关键点：第一，此结构可保证叠绕的两根带材无需换位，且两根带材绕制成的无感线圈基本可认为大小相等、方向相反，从而使产生的电感几乎为零；第二，两根带材焊接通过带材之间的焊接即可实现，且可实现接头电阻最小的超导带材面与面焊接方式；第三，模块化的无感线圈串联可以任意组合，并联则需保证所有并联线圈的超导带材的长度相同，可实现均流效果。本专利技术所述的一种电阻型超导直流限流无感线圈结构及其连接方法，由此制作的绕组电感基本完全抵消，磁场对超导带材性能的影响可忽略，从而保证绕组通流的稳定性。同时在两根带材焊接处采用正面4对接的方式，保证了接头电阻最小、操作简单、节约成本。无感线圈结构可以作为一个单元模块，这种单元模块通过不同的串并联组合可得到任意阻值的电阻型超导限流器绕组。本专利技术的无感线圈具有结构简单、操作方便、接头电阻小等诸多优点，从而可广泛用于无感型超导绕组或超导磁体中。以8个超导无感线圈结构的超导绕组为例，如果“八卦式线圈”结构的现有技术中单根带材长度要求10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导限流器无感线圈，其特征在于，所述的无感线圈由两根超导带材叠绕而成，两根所述的超导带材一端部焊接，两个超导带材的另一端部分别为电流进出端。/n

【技术特征摘要】
1.一种超导限流器无感线圈，其特征在于，所述的无感线圈由两根超导带材叠绕而成，两根所述的超导带材一端部焊接，两个超导带材的另一端部分别为电流进出端。


2.如权利要求2所述的超导限流器无感线圈，其特征在于，所述的超导带材包括超导裸带及包覆在所述的超导裸带外的外包覆层。


3.如权利要求3所述的超导限流器无感线圈，其特征在于，所述的超导裸带具有正面和反面，所述的超导裸带的正面为镀银面，所述的超导裸带的反面为基带面。


4.如权利要求3所述的超导限流器无感线圈，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛潇晔，包颖，张旭明，周国山，蔡渊，袁文，程鹏，
申请(专利权)人：东部超导科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32