[发明专利]提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架及其绕制方法

权利要求书

1.一种提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，适用于超导线圈的绕制，包括盖板(1)和至少三个缠绕骨架；

所述超导线圈由超导带材在所述提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架上绕制形成；

所述盖板(1)和缠绕骨架通过设定的安装结构，可拆卸地依次间隔设置，即每个缠绕骨架两侧均可拆卸地设置有盖板(1)；

所述超导带材绕制在缠绕骨架上形成设定形状结构的超导线圈。

2.根据权利要求1所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，所述缠绕骨架包括第一角度环(3)和第二角度环(4)；所述第一角度环(3)和第二角度环(4)对称地设置在所述提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架的两侧。

3.根据权利要求2所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，所述第一角度环(3)和第二角度环(4)的形状结构包括设定尺寸的圆台环，并且通过该圆台环的顶面、底面分别与盖板(1)可拆卸地相连；

其中，所述圆台环是指由前驱平面图形以设定的对称轴旋转360°得到的几何体；所述前驱平面图形包括与对称轴成设定角度、距对称轴设定距离的平面四边形。

4.根据权利要求2所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，所述第一角度环(3)和第二角度环(4)的形状结构包括设定尺寸的圆台环，并且通过该圆台环的顶面、底面分别与盖板(1)可拆卸地相连；

其中，所述圆台环是指由前驱平面图形以设定的对称轴旋转360°得到的几何体；所述前驱平面图形包括将N条边替换为设定曲线的、与对称轴成设定角度、距对称轴设定距离的平面四边形，N为不大于4、不小于1的整数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，所述设定的安装结构包括骨架主体圆柱(2)；

所述第一角度环(3)、第二角度环(4)以及盖板(1)均套设在骨架主体圆柱(2)上，实现可拆卸地连接。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，所述设定的安装结构包括骨架主体圆柱(2)，并且

-相邻的盖板(1)之间设置有第一角度环(3)或第二角度环(4)；或者

-相邻的盖板(1)通过骨架主体圆柱(2)上设定结构以设定距离固定，相邻的盖板(1)间不包括其他结构。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，在忽略盖板(1)的状态下，所述提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架的外沿形状，即缠绕骨架和/或骨架主体圆柱(2)的外沿形状满足设定的外沿条件。

8.根据权利要求7所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，所述外沿条件通过如下步骤计算得到：

外沿条件计算步骤：根据设定的应用要求设计超导线圈的初始参数，并根据该超导线圈的初始参数通过有限元仿真的方法计算得到外沿条件。

9.根据权利要求8所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，其特征在于，所述外沿条件计算步骤包括如下子步骤：

步骤1：根据设定的应用要求设计超导线圈的几何尺寸和匝数，并设定初始外沿条件；

步骤2：通过超导线圈的几何尺寸和匝数，以有限元仿真的方法得到总磁场与超导带材的矢量夹角；

步骤3：依次调整各处初始外沿条件，使得外沿角度与对应的磁场平行，直至得到最终的外沿条件。

10.一种提高超导线圈临界电流的线圈绕制方法，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架，包括：

骨架拆卸步骤：拆卸盖板(1)和缠绕骨架，直至所述提高超导线圈临界电流的线圈绕制骨架一端尽头的待绕制区域暴露；

线圈绕制步骤：在暴露的待绕制区域使用设定的超导带材绕制设定的匝数；

骨架安装步骤：待绕制区域的超导带材绕制完成后，安装对应的盖板(1)和缠绕骨架，形成另一待绕制区域并暴露；

重复安装步骤：重复线圈绕制步骤和骨架安装步骤直至全部线圈绕制完毕；

绕制完成步骤：安装剩余的盖板(1)，完成绕制。