[发明专利]无绝缘线圈绕制的方法及无绝缘线圈

说明书

本发明提供了一种无绝缘线圈绕制的方法及无绝缘线圈，包括：根据超导带材和所需绕制的无绝缘线圈的大小，计算绕制的总匝数；用超导带材逐匝绕制无绝缘线圈并通过接头连接下一条超导带材的端部，在绕制的无绝缘线圈向一侧翘起的高度超过第一预设值时，通过接头连接下一条超导带材，所述下一条超导带材厚度较大的一侧位于翘起侧的另一侧，直至满足所述总匝数。通过本发明可以利用具有一定厚度差封装带材绕制无绝缘线圈，从而降低了制备无绝缘线圈时对带材厚度差的严格要求，具有较高的应用价值和市场前景。

技术领域

本发明涉及超导技术领域，具体地，涉及一种无绝缘线圈绕制的方法及无绝缘线圈。

背景技术

CN201710298939.4《包封的非绝缘超导线圈及其包封方法》中，可以看到，根据导线是否绝缘，线圈分为有绝缘线圈和无绝缘线圈两种。无绝缘线圈取缔了线圈匝间绝缘，即制备线圈的超导带材表面不喷涂绝缘物质，匝与匝之间直接金属接触。。这种匝间无绝缘的超导线圈避免了绝缘超导磁体伴有的失超现象给磁体带来的潜在危害，当发生失超的时候,电流可以通过匝间金属接触自动绕过失超区域,从而大幅降低失超点产生的热量对超导带材的影响,有效抑制失超的进一步发展。相比于传统绝缘线圈,无绝缘超导线圈具有更高的电热稳定性、更好的自我保护能力,成为当前国际高温超导应用研究的一个热点。

在无绝缘线圈的绕制过程中遇到如下问题：CN 20190950201.0《适用于无绝缘线圈的超导带材、无绝缘线圈及其制备方法》中。对于封装带材的无绝缘线圈绕制出现了更多更为复杂的问题。

实际的超导带材生产工艺中，很难避免带材宽度方向上两侧存在厚度差。通常封装后的带材两端的厚度差在10-30um。带材的厚度总厚度是180um-380um。通常这样的10％厚度差，对于超导带材本身而言并没有产生任何问题，但是当带材卷绕使用时，厚度差不断叠加就会导致卷绕成品出现问题。

厚度差来源如图所示：1、分切带材时造成的钩子形状，经过封装后进行了放大，如图1所示。2、带材制备超导层时经过800℃加温后，基带受到拉伸加热，产生了应力变形，经过封装后进行了放大，如图2所示。例如，带材的宽度是4.8mm。20um的厚度差绕线圈绕100匝，就会累积出2mm。此时线圈就会出现垮塌甚至被损坏，如图3、图4所示。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无绝缘线圈绕制的方法及无绝缘线圈。

根据本发明提供的一种无绝缘线圈绕制的方法，包括：

根据超导带材和所需绕制的无绝缘线圈的大小，计算绕制的总匝数；

用超导带材逐匝绕制无绝缘线圈并通过接头连接下一条超导带材的端部，在绕制的无绝缘线圈向一侧翘起的高度超过第一预设值时，通过接头连接下一条超导带材，所述下一条超导带材厚度较大的一侧位于翘起侧的另一侧，直至满足所述总匝数。

优选地，在逐匝绕制无绝缘线圈时，控制绕制时的张力随匝数的增加而逐渐递减；

在绕制接头所在匝时，控制绕制时的张力增加第二预设值，然后继续逐渐递减。

优选地，所述第二预设值包括30N。

优选地，所述无绝缘线圈包括跑道型线圈，所有所述接头的位置全部位于所述跑道型线圈的直线处，或者全部位于所述跑道型线圈的弯道处。

优选地，还包括对所有超导带材进行匹配电流，并在超导带材的端部制作所述接头。

优选地，还包括对绕制得到的无绝缘线圈进行静置预设时间后进行冷热循环测试，对于冷热循环测试结果不满足要求的无绝缘线圈进行拆除。

优选地，对于拆除得到的多个超导带材重新进行电流匹配。

优选地，静置的预设时间包括2天。