[发明专利]一种调节无绝缘超导磁体匝间电阻的支撑骨架及使用方法

说明书

本发明公开了一种调节无绝缘超导磁体匝间电阻的支撑骨架，涉及无绝缘超导磁体支撑骨架领域，包括线圈骨架、夹板和调节装置；其特征在于，所述线圈骨架被配置为无绝缘超导带材绕制磁体提供绕制支架；所述夹板紧贴所述线圈骨架上绕制的磁体线圈；所述调节装置通过调节所述夹板移动部分的相对位置，改变所述线圈骨架上绕制的磁体线圈之间的压力，进而改变磁体的匝间电阻。本发明还公开了所述支撑骨架根据充电延时要求调节匝间电阻的方法。本发明避免了传统浸渍方法下匝间电阻一次成型、超导带材无法重复利用的问题，并且操作简单、可靠，操作过程直观，且匝间电阻可以根据实际需要进行调整。

技术领域

本发明涉及无绝缘超导磁体支撑骨架领域，尤其涉及一种调节无绝缘超导磁体匝间电阻的支撑骨架及使用方法。

背景技术

超导现象于1911年被发现，并且由于其零电阻特性、迈斯纳效应等优良特性迅速在世界范围内得到研究者们的关注。目前，超导材料已经实现工业化量产，生产的超导带材能绕制成超导磁体，并能够产生传统永磁体或电磁铁无法达到的强磁场。超导磁体在具备强磁场优势的同时，保证了磁体紧凑化，轻量化的特点。

传统超导磁体为有绝缘磁体，即在绕制磁体的超导带材外包覆绝缘层。绝缘层材料包括低温绝缘清漆或是聚酰亚胺薄膜胶带。这些绝缘材料的导热性能差，导致超导磁体在失超时无法快速释放能量，大大提高了超导磁体烧毁的危险性。无绝缘线圈的概念在2011年由国外学者提出，主要特点是去除了绝缘层，目的在于磁场意外失超时能够快速而安全的释放能量，避免了磁体的烧毁。去除绝缘层以后，磁体中每一匝带材之间的接触电阻大大减少，能够给失超时的电流一个释放能量的通路，因此，无绝缘超导磁体是一种更加可靠和安全性更高的新一代超导磁体。但是，匝间电阻的减少会带来一些其它缺陷，例如充电的延迟。尤其对于大型磁体，充电延迟特性明显。只有精准且方便地控制匝间电阻值，才能够在获得满意的充电时间的前提下得到安全系数较高的磁体。匝间电阻主要由超导带材的表面情况和匝间压力决定。对于某一批次的超导带材，只有通过控制匝间压力才能够调整匝间电阻。对于控制匝间电阻，目前常用的技术手段是通过环氧、石蜡或焊锡等浸渍方法，但浸渍后匝间电阻将会一次成型且无法调整，磁体将无法就各种应用情况而调整合适的匝间电阻值，且浸渍后的超导带材也无法拆卸和重复使用。同时，浸渍过程中容易给超导带材带来损伤，导致其电性能衰减。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种调节无绝缘超导磁体匝间电阻的支撑骨架及使用方法，使得能够避免浸渍方法带来的匝间电阻一次成型无法调节和损伤带材的缺点，同时可以重复利用超导带材，并且调节方法简单、直观。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何通过合理的设计，能够避免浸渍方法带来的匝间电阻一次成型无法调节和损伤带材的缺点，同时可以重复利用超导带材，并且调节方法简单、直观的调节无绝缘超导磁体匝间电阻的支撑骨架及使用方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于调节无绝缘超导磁体匝间电阻的支撑骨架，包括线圈骨架、夹板和调节装置；其特征在于，所述线圈骨架被配置为无绝缘超导带材绕制磁体提供绕制支架，且所述线圈骨架为轴向贯穿中空的几何对称柱体；所述夹板分为固定部分和移动部分；所述固定部分紧贴所述线圈骨架轴向两端的上下外表面；所述移动部分紧贴所述线圈骨架侧面的外表面或内表面，且所述移动部分被配置为改变所述磁体的线圈在所述线圈骨架的径向挤压程度；所述夹板上配置调节装置，所述调节装置通过调节所述移动部分相对所述线圈骨架的径向位置改变所述线圈之间的压力。

进一步地，还包括盖板，所述盖板固定于所述线圈骨架轴向两端的上下表面，与所述夹板的固定部分配合，覆盖所述线圈骨架轴向两端的全部上下表面。

进一步地，还包括固定装置，所述固定装置将紧贴所述线圈骨架轴向上下表面的所述夹板的固定部分和所述盖板固定于所述线圈骨架。

进一步地，所述固定装置选择非导磁材料的大平头对锁螺丝。