一种超导磁体分段励磁装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于超导磁体技术领域，尤其是涉及一种超导磁体分段励磁装置，包括多个磁通泵、多个高温超导线圈和线圈支架，所述高温超导线圈通过超导定子形成闭环，所述高温超导线圈依次套接在所述线圈支架上，所述线圈支架上设置有霍尔元件，所述超导定子上设置有超导开关，以控制所述高温超导线圈的导通状态，以消除分段励磁过程中的不良排斥力，有效推动分段励磁磁体的产业化应用。励磁磁体的产业化应用。励磁磁体的产业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体分段励磁装置


[0001]本技术属于超导磁体
，尤其是涉及一种超导磁体分段励磁装置。

技术介绍

[0002]超导磁体是超导电力应用领域极为重要的一部分，与传统的永磁体和普通的电磁铁相比，其质量轻体积小，可以产生更强的磁场，并且损耗极低。超导磁体是各种超导设备的关键组件，提供高强度且高稳定度的磁场。超导磁体需要工作在持续电流模式下，磁通泵用作无接触式电源，是一种先进的超导磁体电源技术，它将直流电流注入超导定子和磁体组成的闭环，同时补偿由于磁通蠕变和焊接电阻而引起的电流衰减。与传统接触式直流电源相比，其成本和能耗大幅降低。分段励磁是一种采用多个电源为多个磁体进行励磁的一种方法，是一种可以为不同的超导线圈提供不同的工作电流的励磁方式，其优势在于可以不改变磁体几何尺寸的情况下增加其中心磁场，避免常规单电源励磁方法中的“木桶效应”，发挥出超导磁体的载流能力，提高超导磁体的整体利用率。但在分段励磁的实施过程中，由于每个线圈的励磁顺序有先后之分，先励磁的磁体由于磁场强度的变化会导致相邻的磁体产生巨大的感应电流，进而产生跟先励磁线圈相反的磁场，导致先励磁的磁体会与相邻的线圈之间产生巨大的排斥力，这种排斥力会造成巨大的安全隐患。
[0003]有鉴于此，本技术提供了一种超导磁体分段励磁装置，以消除分段励磁过程中的不良排斥力，有效推动分段励磁磁体的产业化应用。

技术实现思路

[0004]为实现上述目的，本技术提供的技术方案为：
[0005]一种超导磁体分段励磁装置，包括多个磁通泵、多个高温超导线圈和线圈支架，所述高温超导线圈通过超导定子连接形成闭环，所述高温超导线圈依次套接在所述线圈支架上，所述线圈支架上设置有霍尔元件，所述超导定子上设置有超导开关，以控制所述高温超导线圈的导通状态。
[0006]进一步的，所述超导定子设置在所述磁通泵的气隙处，所述超导开关紧贴在所述超导定子的表面，以切换部分所述超导定子的超导状态。
[0007]进一步的，所述超导定子选用高温超导ReBCO带材。
[0008]进一步的，所述超导开关包括机械式超导开关、热控制式超导开关、磁控制式超导开关、流控制式超导开关和/或高能粒子注入式超导开关。
[0009]进一步的，所述线圈支架包括多个立柱、第一定位盘和第二定位盘，所述多个立柱平行放置，所述第一定位盘和所述第二定位盘设置在所述多个立柱的端面；所述高温超导线圈上设置有通孔，供立柱穿过，以将所述高温超导线圈套接在所述立柱上。
[0010]进一步的，还包括固定器，以将所述高温超导线圈固定在所述线圈支架上。
[0011]进一步的，所述固定器可以为设置在所述线圈支架的立柱上的固定片，所述立柱有两根，所述固定片沿所述高温超导线圈的直径设置，所述固定片为矩形，其上设置有供所
述立柱穿过的通孔，所述固定片与所述立柱固定连接；所述固定片设置在所述高温超导线圈靠近所述第一定位盘和/或靠近所述第二定位盘的位置。
[0012]进一步的，还包括控制模块；所述控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元；所述第一控制单元包括电阻、比较器和三极管；比较器L1输入端的正极与所述霍尔元件连接，负极接电阻R1和地，其输出端与三极管Q1和三极管Q2的基极连接；所述电阻R1的另一端接电源VCC；所述三极管Q1的集电极接电源VCC，发射极与超导开关C3和所述三极管Q2的发射极连接；所述三极管Q2的集电极接地；所述第二控制单元包括电阻、比较器和三极管；比较器L2输入端的正极与所述霍尔元件连接，负极与电阻R2和电阻R3连接，其输出端与三极管Q3和三极管Q4的基极连接；所述电阻R2的另一端和所述三极管Q3的集电极与电源VCC连接；所述电阻R3的另一端和所述三极管Q4的集电极接地；所述三极管Q3的发射极与所述三极管Q4的发射极、超导开关C2和超导开关C4连接；所述第三控制单元包括电阻、比较器和三极管；比较器L3输入端的正极与所述霍尔元件连接，负极与电阻R4和电阻R5连接，其输出端与三极管Q5和三极管Q6的基极连接；所述电阻R4的另一端和所述三极管Q5的集电极与电源VCC连接；所述电阻R5的另一端和所述三极管Q6的集电极接地；所述三极管Q5的发射极与所述三极管Q6的发射极、超导开关C1和超导开关C5连接。
[0013]进一步的，所述超导开关C1用于控制高温超导线圈A1的超导状态，所述超导开关C2用于控制高温超导线圈A2的超导状态，所述超导开关C3用于控制高温超导线圈A3的超导状态，所述超导开关C4用于控制高温超导线圈A4的超导状态，所述超导开关C5用于控制高温超导线圈A5的超导状态；当所述高温超导线圈A3到达线圈的临界电流时，所述比较器L2导通；当所述高温超导线圈A2和A4到达线圈的临界电流时，所述比较器L3导通。
[0014]进一步的，多个所述高温超导线圈串联形成高温超导线圈组，每个所述高温超导线圈组设置有一个所述超导开关。
[0015]本技术具有如下优点和有益效果：
[0016]本技术可以在不影响高温超导线圈性能的前提下有效消除高温超导线圈分段励磁过程中的不良排斥力，实现分段励磁磁体励磁过程安全可靠，推动多电源分段励磁磁体技术的进一步产业化应用。
附图说明
[0017]图1为本技术提供的一种超导磁体分段励磁装置的示例性示意图；
[0018]图2为本技术提供的磁通泵励磁高温超导线圈的示例性示意图；
[0019]图3为本技术提供的固定器的示例性示意图；
[0020]图4为本技术提供的控制模块的示例性电路图；
[0021]图标：100
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高温超导线圈，200
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线圈支架，300
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超导开关，400
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磁通泵，101
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超导定子，102
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固定片，201
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霍尔元件。
具体实施方式
[0022]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]由于分段励磁过程中先励磁的超导线圈产生的强大磁场会在周围的超导线圈中感应较大的反向电流，进而产生与先励磁的线圈相反的磁场，相邻的不同极性磁体之间会产生强大的排斥力，这种排斥力会造成较大的安全隐患，所以这种不良排斥力需要被消除。
[0025]超导磁体分段励磁是由多个电源对多个磁体分别进行励磁，其主要优势在于可以发挥出每个磁体的临界性能，保证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体分段励磁装置，包括多个磁通泵、多个高温超导线圈和线圈支架，所述高温超导线圈通过超导定子连接形成闭环，所述高温超导线圈依次套接在所述线圈支架上，所述线圈支架上设置有霍尔元件，其特征在于:所述超导定子上设置有超导开关，以控制所述高温超导线圈的导通状态。2.根据权利要求1所述的超导磁体分段励磁装置，其特征在于：所述超导定子设置在所述磁通泵的气隙处，所述超导开关紧贴在所述超导定子的表面，以切换部分所述超导定子的超导状态。3.根据权利要求2所述的超导磁体分段励磁装置，其特征在于：所述超导定子选用高温超导ReBCO带材。4.根据权利要求1所述的超导磁体分段励磁装置，其特征在于：所述超导开关包括机械式超导开关、热控制式超导开关、磁控制式超导开关、流控制式超导开关和/或高能粒子注入式超导开关。5.根据权利要求1所述的超导磁体分段励磁装置，其特征在于：所述线圈支架包括多个立柱、第一定位盘和第二定位盘，所述多个立柱平行放置，所述第一定位盘和所述第二定位盘设置在所述多个立柱的端面；所述高温超导线圈上设置有通孔，供立柱穿过，以将所述高温超导线圈套接在所述立柱上。6.根据权利要求5所述超导磁体分段励磁装置，其特征在于：还包括固定器，以将所述高温超导线圈固定在所述线圈支架上。7.根据权利要求6所述的超导磁体分段励磁装置，其特征在于：所述固定器可以为设置在所述线圈支架的立柱上的固定片，所述立柱有两根，所述固定片沿所述高温超导线圈的直径设置，所述固定片为矩形，其上设置有供所述立柱穿过的通孔，所述固定片与所述立柱固定连接；所述固定片设置在所述高温超导线圈靠近所述第一定位盘和/或靠近所述第二定位盘的位置。8.根据权利要求1所述的超导磁体分段励磁装置，其特征在于：还包括控制模块；所述控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元；所述第一控制单元包括电阻、比较器和三极管；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王为，吴成怀，韦家富，杨振轩，刘鹏，周立，黄世康，唐福临，杨超，熊晨凌，龙润，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：