本发明专利技术公开了一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其包括低温容器，低温容器内设置有高温超导磁体，高温超导磁体包括线圈盒，线圈盒通过线圈盖封装，线圈盒内设置有若干层相互堆叠的高温超导线圈，高温超导线圈之间通过导冷盘隔开；高温超导线圈的内侧和外侧分别设置有内铝块和外铝块，内铝块套在线圈骨架上，外铝块外设置有紧固件；线圈盒固定在磁体传力杆上，磁体传力杆内设置有顶杆，顶杆的一端与低温容器的薄壁面接触，顶杆的另一端穿过低温容器的厚壁面与支撑机构连接。本发明专利技术实现了高温超导电动悬浮磁体在低温容器中的可拆装，限制了低温容器的形变量，提高了高温超导磁体的温度分布均匀性，减少了高温超导磁体闭环运行时的接头数量。闭环运行时的接头数量。闭环运行时的接头数量。
【技术实现步骤摘要】
一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构
[0001]本专利技术涉及磁悬浮
，具体涉及一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构。
技术介绍
[0002]超导电动磁悬浮技术已经过时速603公里载人运行检验，是未来超高速地面轨道交通技术的主要发展方向之一。
[0003]超导电动磁悬浮列车的核心部件是车载超导磁体，分为车载低温超导磁体和车载高温超导磁体。低温超导磁体需采用液氦(4.2K)冷却，其低温结构复杂，制冷成本高；高温超导磁体可采用液氮(77K)、固氮和制冷机传导等方式冷却，其低温结构相对简单、制冷成本低，因此，高温超导磁体在电动磁悬浮列车中更具应用前景。
[0004]高温超导材料在20～50K温度区间具备较强的载流能力。液氮温度为77K，不能使高温超导磁体充分发挥超导特性。固氮能够为高温超导磁体提供20～50K温度环境，但固氮降温时间长、机械性能差。制冷机传导冷却可使高温超导磁体工作于20～50K温区，且相对固氮冷却方式降温时间更短、低温结构更加简单。因此，制冷机传导冷却方式更适合高温超导磁体。
[0005]电动磁悬浮中车载超导磁体所处工况非常复杂，不仅存在地面轨道线圈和车载低温容器内金属组件的电磁激扰，还存在列车运行中车体的随机振动。因此，为了提高传导冷却式高温超导电动悬浮磁体系统的稳定性，需解决以下问题：
[0006](1)如何提高超导磁体的温度分布均匀性；
[0007](2)超导磁体的电磁力如何传递到低温容器；
[0008](3)如何降低超导磁体的闭环运行电阻；
[0009](4)如何限制低温容器的形变量。
[0010]针对这些问题，本专利技术提出一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体及其低温结构。
技术实现思路
[0011]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，实现电动悬浮磁体在低温容器中的可拆装，限制低温容器的形变量，提高超导磁体的温度分布均匀性，减少高温超导电动悬浮磁体闭环运行时的接头数量。
[0012]为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0013]提供一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其包括低温容器，低温容器内设置有高温超导磁体，高温超导磁体包括线圈盒，线圈盒通过线圈盖封装，线圈盒内设置有若干层相互堆叠的高温超导线圈，每层高温超导线圈之间通过导冷盘隔开；高温超导线圈的内侧和外侧分别设置有内铝块和外铝块，内铝块套在线圈骨架上，外铝块外设置有紧固件；线圈盒固定在磁体传力杆上，磁体传力杆内设置有顶杆，顶杆的一端与低温容器的薄壁
面接触，顶杆的另一端穿过低温容器的厚壁面与支撑机构连接。
[0014]进一步地，厚壁面的厚度大于薄壁面的厚度，薄壁面与厚壁面的连接处设置有密封圈，薄壁面与厚壁面通过螺钉连接。
[0015]进一步地，若干高温超导线圈之间相互串联，导冷盘、内铝块和外铝块的表面均设置有绝缘层。
[0016]进一步地，线圈盒与线圈盖之间的接触面上贴有提升导冷效果的铟片或涂抹导热硅脂。
[0017]进一步地，高温超导磁体的中心掏空形成中心孔。
[0018]进一步地，支撑机构包括固定在厚壁面上的固定法兰、传力法兰和密封法兰，磁体传力杆和顶杆穿过固定法兰与传力法兰固定连接，传力法兰设置在密封法兰内，传力法兰和密封法兰均通过螺栓与固定法兰连接。
[0019]进一步地，密封法兰与固定法兰之间设置有密封圈。
[0020]进一步地，磁体传力杆与线圈盒和传力法兰之间均采用螺纹连接。
[0021]进一步地，线圈盖上也布置有若干导冷盘，若干导冷盘均匀分布，若干导冷盘之间通过导冷带连接，导冷盘与制冷机冷头通过导冷带连接，高温超导磁体外设置有冷屏，冷屏连接制冷机冷头，磁体传力杆与导冷盘之间采用导冷带连接。
[0022]进一步地，高温超导线圈与实现其闭环运行的超导开关焊接，且超导开关由高温超导线圈的进线端或出线端绕制。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1、高温超导线圈在低温容器中可拆装。高温超导线圈采用螺钉连接的方式固定在线圈盒内，使得高温超导线圈在线圈盒内可拆装；高温超导磁体通过螺栓连接的方式封闭在低温容器内，且低温容器薄壁面与厚壁面之间采用螺钉连接，实现了高温超导磁体在低温容器中的可拆装。
[0025]2、低温容器的形变量小。顶杆的一端与传力法兰固定连接，另一端与低温容器薄壁面接触；当低温容器抽真空后，大气压力迫使低温容器发生形变，该形变会使低温容器顶杆产生反作用力，阻碍容器进一步变形。
[0026]3、高温超导磁体的温度分布均匀性好。线圈盖上均匀布置有导冷盘，导冷盘之间通过导冷带连接，导冷盘与制冷机冷头通过导冷带连接，制冷机的冷源将通过导冷盘和导冷带有效传递给超导磁体，提高了超导磁体的冷却速率和温度分布均匀性。
[0027]4、高温超导磁体闭环运行时接头数量少。高温超导磁体的超导开关采用高温超导线圈的进线端或出线端绕制，因此，每个高温超导线圈与其对应的超导开关之间只有一个接头，降低了高温超导线圈闭环时的电阻。
[0028]综上所述，本专利技术实现了高温超导电动悬浮磁体在低温容器中的可拆装，限制了低温容器的形变量，提高了超导磁体的温度分布均匀性，减少了高温超导磁体闭环运行时的接头数量。本专利技术在超高速磁悬浮中具有良好的应用前景。
附图说明
[0029]图1为传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构的横截面图。
[0030]图2为传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构的正视图。
[0031]图3为传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构的闭环运行原理图。
[0032]图4为传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构在抽真空后的形变量模拟结果图。
[0033]图5为传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构在负载工况下的应力分布模拟结果图。
[0034]图6为传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构在负载工况下的温度分布模拟结果图。
[0035]其中，1、导冷盘，2、高温超导线圈，3、内铝块，4、线圈骨架，5、线圈盒，6、外铝块，7、紧固件，8、螺钉，9、线圈盖，10、固定法兰，11、螺栓，12、密封圈，13、密封法兰，14、传力法兰，15、冷屏，16、低温容器，16a、低温容器薄壁面，16b、低温容器厚壁面，17、高温超导磁体，18、中心孔，19、顶杆，20、磁体传力杆，21、制冷机，22、一级冷头，23、二级冷头，24、导冷带，25、左进线端，26、导电铜块，27、高温超导电流引线，28、铜电极，29、超导开关，30、左接头，31、高温超导带材，32、左出线端，33、铜电桥，34、右出线端，35、加热器，36、右接头，37、右进线端。
具体实施方式
[0036]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其特征在于，包括低温容器(16)，所述低温容器(16)内设置有高温超导磁体(17)，所述高温超导磁体(17)包括线圈盒(5)，所述线圈盒(5)通过线圈盖(9)封装，所述线圈盒(5)内设置有若干层相互堆叠的高温超导线圈(2)，每层所述高温超导线圈(2)之间通过导冷盘(1)隔开；所述高温超导线圈(2)的内侧和外侧分别设置有内铝块(3)和外铝块(6)，所述内铝块(3)套在线圈骨架(4)上，所述外铝块(6)外设置有紧固件(7)；所述线圈盒(5)固定在磁体传力杆(20)上，所述磁体传力杆(20)内设置有顶杆(19)，所述顶杆(19)的一端与低温容器(16)的薄壁面(16a)接触，所述顶杆(19)的另一端穿过低温容器(16)的厚壁面(16b)与支撑机构连接。2.根据权利要求1所述的传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其特征在于，所述厚壁面(16b)的厚度大于薄壁面(16a)的厚度，所述薄壁面(16a)与厚壁面(16b)的连接处设置有密封圈(12)，所述薄壁面(16a)与厚壁面(16b)通过螺钉(8)连接。3.根据权利要求1所述的传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其特征在于，若干所述高温超导线圈(2)之间相互串联，所述导冷盘(1)、内铝块(3)和外铝块(6)的表面均设置有绝缘层。4.根据权利要求1所述的传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其特征在于，所述线圈盒(5)与线圈盖(9)之间的接触面上贴有提升导冷效果的铟片或涂抹导热硅脂。5.根据权利要求1所述的传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：马光同，龚天勇，王瑞晨，李松林，聂兴超，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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