本发明专利技术公开了一种高温超导磁体装置集成终端，包括杜瓦、冷却组件、真空组件，大电流引线组件，信号/小电流接线组件；杜瓦含对接法兰，各组件预留端口；冷却组件包括初级冷头，二级冷头，液氮冷却端子和导冷板；真空组件包括真空规和角阀；大电流引线组件包括真空电极连接器，电极初级冷却组件和电极二级冷却组件；信号/小电流接线组件包括多芯电连接器，信号线和接线电路板；还公开了其工作方法；本发明专利技术可作为高温超导磁体装置如高温超导储能、超导电机（电枢旋转）和感应加热等配件，可重复使用，方便维护，同时提供了磁体高效冷却方案。同时提供了磁体高效冷却方案。同时提供了磁体高效冷却方案。
【技术实现步骤摘要】
一种高温超导磁体装置集成终端及工作方法
[0001]本专利技术属于高温超导磁体技术，具体涉及一种高温超导磁体装置集成终端,以及其工作方法。
技术介绍
[0002]高温超导磁体是用具有高转变温度和高不可逆磁场超导带材绕制的一种电磁体。高温超导磁体作为超导电力装置如超导电机、超导磁储能和感应加热等装置的核心部件，这类超导装置因需求不同，磁体的拓扑结构有较大的差异，磁体杜瓦形状和外形尺寸也有较大差异。
[0003]但这类超导装置中存在一些共用的设备：真空组件，使磁体处于低于10
‑2Pa真空环境，降低传导漏热；冷却组件，用于使磁体温度降低至10～77K；大电流引线组件，为磁体提供大电流输入，设计需要考虑降低漏热；信号/小电流接线组件，将磁体电压、温度等信号线穿过真空，引入数据采集仪器。
[0004]目前，这些部件通常集成于磁体杜瓦上，优点是空间利用率高，缺点是对于原理样机或实验测试设备而言重复性设计、加工工作较多，同时造成较大的资源浪费，磁体装置不工作时，这些设备可移至其它装置中使用。
[0005]对于冷重较大的高温超导磁体装置，为了提高降温效率，通常采用的方法是增加制冷机数量，这种方法的会大幅增加装置成本，迫切需要一种结构简单且高效的方法来快速冷却磁体。
技术实现思路
[0006]为了克服现有技术缺点，本专利技术的目地之一是提供一种高温超导磁体装置集成终端。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温超导磁体装置集成终端，包括磁体杜瓦以及设置在杜瓦上的冷却组件、真空组件、大电流引线组件和信号/小电流接线组件；所述的杜瓦侧壁设置有对接法兰，用于与高温超导磁体的杜瓦对接；所述的冷却组件包括设置在杜瓦外的若干组初级冷头、若干组二级冷头和液氮冷却端子，还包括设置在杜瓦内腔与初级冷头连接的初级导冷板，用于冷却初级电流引线和防辐射冷屏，以及设置在杜瓦内腔与二级冷头和液氮冷却端子连接的二级导冷板，用于冷却二级电流引线和磁体；所述的液氮冷却端子包括一个由玻纹管、铜导冷板和上封板形成的用于容纳液氮的封闭腔体，以及采用橡胶O圈进行密封能带动玻纹管拉伸或压缩的环氧支撑杆，以及设置在玻纹管上的液氮出口和液氮进口；所述的真空组件包括安装在杜瓦外的真空规和角阀；所述的大电流引线组件包括设置在杜瓦外的真空电极连接器，电极初级冷却组件，电极二级冷却组件；所述的信号/小电流接线组件包括设置在杜瓦外的多芯电连接器、信号线、真空电极连接器和信号线接线电路板。
[0008]所述的一种高温超导磁体装置集成终端，其初级冷头为70K单级制冷机，所述的二
级冷头为10K单级制冷机。
[0009]本专利技术的目地之二是提供一种高温超导磁体装置集成终端工作方法，基于上述高温超导磁体装置，具体步骤为：步骤1，与超导磁体连接：用软铜排连接二级导冷板与超导磁体导冷板，用软铜排连接初级导冷板与防辐射冷屏；将超导磁体电流引线与经二级冷却的大电流引线进行对接；将超导磁体内部的电压、温度应变等信号线，用于控温的加热电阻引线焊接在信号线接线电路板上；步骤2，与仪器仪表连接：用电缆连接真空电极连接器与超导磁体直流电源；将多芯电连接器与多通道数采模块、温控仪等仪表连接；连接角阀和真空泵机组，连接真空规与真空计；步骤3，抽真空：采用真空泵机组对杜瓦抽真空，使真空度低于10
‑2Pa以下；步骤4，磁体降温：打开初级制冷机和二级制冷机使超导磁体降温：若磁体冷重较大，用液氮冷却端子进行辅助降温，滑动环氧支撑杆使铜导冷板与二级导冷板紧密接触，通过液氮入口注入液氮，当磁体温度接近77K，滑动环氧支撑杆使铜导冷板与二级导冷板分离；继续通过二级冷头为磁体降温。
[0010]步骤5，磁体励磁：当超导磁体温度稳定后，通过超导磁体直流电源对超导磁体励磁，采集磁体电压、温度等信号。
[0011]所述的一种高温超导磁体装置集成终端，步骤4中磁体降温过程中通过温控仪对超导磁体的工作温度进行控制。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利高温超导磁体装置集成终端将超导电机、超导磁储能和感应加热等装置共用的设备集成到一个杜瓦中，并设计了友好的接口方便拆装，从而提高了高温超导磁体装置设计效率，提高了资源利用率，为大冷重磁体快速降温提供了一种解决方案。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术液氮冷却端子的结构示意图。
[0014]各附图标记为：1—杜瓦，2—初级导冷板，3—多芯电连接器，4—真空电极连接器，5—初级冷头，6—真空规，7—二级冷头，8—角阀，9—液氮冷却端子，10—二级导冷板支撑杆，11—二级导冷板，12—对接法兰，13—信号线接线电路板，14—铜导冷板，15—玻纹管，16—环氧支撑杆，17—液氮出口，18—上封板，19—液氮入口。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0016]参照图1所示，本专利技术公开的一种高温超导磁体装置集成终端，包括磁体杜瓦1以及设置在杜瓦1上的冷却组件、真空组件、大电流引线组件和信号/小电流接线组件。
[0017]所述的杜瓦1侧壁设置有对接法兰12，与高温超导磁体磁体的杜瓦1对接，超导磁体工作所需的大电流接口、冷却回路接口、电压、温度应变等信号接口均布于对接法兰12内部，采用螺栓连接或锡焊连接，方便拆装。
[0018]所述的冷却组件包括设置在杜瓦1外的若干组初级冷头5、若干组二级冷头7和液氮冷却端子9，还包括设置在杜瓦1内腔与初级冷头5连接的初级导冷板2，用于冷却初级电流引线和防辐射冷屏，初级冷头5优选70K单级制冷机，以及设置在杜瓦1内腔与二级冷头7和液氮冷却端子9连接的二级导冷板11，用于冷却二级电流引线和磁体，其中二级导冷板11通过二级导冷板支撑杆10悬挂于杜瓦1内，二级冷头7优选10K单级制冷机；低温端包覆多层绝热材料，以降低辐射漏热。
[0019]参照图2所示，所述的液氮冷却端子9包括一个由玻纹管15、铜导冷板14和上封板18形成的用于容纳液氮的封闭腔体，以及采用橡胶O圈进行密封沿垂直方向移动带动玻纹管15拉伸或压缩的环氧支撑杆16，以及设置在玻纹管15上的液氮出口17和液氮进口19。
[0020]所述的真空组件包括安装在杜瓦1外的真空规6和角阀8；连接真空计和真空泵机组，用于维持系统真空。
[0021]所述的大电流引线组件包括设置在杜瓦1外的真空电极连接器4，电极初级冷却组件，电极二级冷却组件；可配置若干对电流引线，对多组线圈进行励磁。
[0022]所述的信号/小电流接线组件包括设置在杜瓦1外的多芯电连接器3，信号线，真空电极连接器4和信号线接线电路板13。
[0023]本专利技术高温超导磁体装置集成终端的工作方法包括如下步骤：步骤1，与磁体装置连接：用软铜排连接二级导冷板11与超导磁体导冷板，用软铜排连接初级导冷板2与防辐射冷屏；将磁体电流引线与经二级冷却的大电流引线进行对接；将磁体内部的电压、温度应变等信号线，用于控温的加热电阻引本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温超导磁体装置集成终端，包括杜瓦（1）以及设置在杜瓦（1）上的冷却组件、真空组件、大电流引线组件和信号/小电流接线组件；其特征在于：所述的杜瓦（1）侧壁设置有对接法兰（12）；所述的冷却组件包括设置在杜瓦（1）外的初级冷头（5）、二级冷头（7）和液氮冷却端子（9），还包括设置在杜瓦（1）内腔与初级冷头（5）连接的初级导冷板（2），以及设置在杜瓦（1）内腔与二级冷头（7）和液氮冷却端子（9）连接的二级导冷板（11）；所述的液氮冷却端子（9）包括一个由玻纹管（15）、铜导冷板（14）和上封板（18）形成的封闭腔体以及带动玻纹管（15）移动的环氧支撑杆（16），所述的玻纹管（15）上分别设置有液氮出口（17）和液氮进口（19）；所述的真空组件包括安装在杜瓦（1）外的真空规（6）和角阀（8）；所述的大电流引线组件包括设置在杜瓦（1）外的真空电极连接器（4）；所述的信号/小电流接线组件包括设置在杜瓦（1）外的多芯电连接器（3）、真空电极连接器（4）和信号线接线电路板（13）。2.根据权利要求1所述的一种高温超导磁体装置集成终端，其特征在于，所述的初级冷头（5）为70K单级制冷机，所述的二级冷头（7）为10K单级制冷机。3.一种如权利要求1所述高温超导磁体...
【专利技术属性】
技术研发人员：李位勇，代义军，郑军，彭思思，郭祥华，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：
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