[发明专利]一种适用于高温超导无绝缘线圈绕制的辅助夹具

说明书

本发明公开了一种适用于高温超导无绝缘线圈绕制的辅助夹具，涉及工装夹具技术领域，包括：固定支撑件、活动件以及用于提供固定支撑件和活动件之间拉力的弹性部件，固定支撑件上相对设置有滑槽，活动件的两端贯穿滑槽，弹性部件的一端与固定支撑件连接，弹性部件的另一端与活动件连接，活动件上设有压制板，通过改变活动件的两端在滑槽中的位置来改变压制板与固定支撑件之间的距离。本发明通过固定支撑件、活动件以及弹性部件的设置，在弹性部件的作用下能够使压制板和固定支撑件之间形成挤压，进而能够对异形无绝缘线圈直线段施加有效的正压力，以保证匝间电阻的均匀分布。

技术领域

本发明涉及工装夹具技术领域，更具体的说是涉及一种适用于高温超导无绝缘线圈绕制的辅助夹具。

背景技术

近年来，二代高温超导材料(REBCO涂层导体)超导材料因其无直流电阻损耗和高传导电流密度的特性，成为了电力设备领域的研究热点，相关应用发展迅速，如超导电缆、超导储能、超导变压器、超导限流器、超导电机等，由于其较高的上临界磁场，在强场稳态磁体应用方面具有巨大的优势。无绝缘线圈是由超导带材直接绕制而成，带材之间没有任何绝缘，电流可以在匝与匝之间任意流动，因此具有较高的热稳定性和鲁棒性，在可控核聚变、粒子加速器等装置中具有广阔的应用前景。其中，匝与匝之间的电阻(即匝间电阻)是无绝缘线圈一个重要的参数，匝间电阻不仅包括超导带材中基底层、缓冲层、银稳定层、金属封装层的特征电阻，也包括带材与带材接触面的界面电阻，该参数不仅影响到无绝缘线圈的励磁时间和励磁损耗，也对无绝缘线圈的磁场分布有重要的影响。测试匝间电阻的方式有两种，一种是通过无绝缘线圈的充放电时间得到宏观的线圈匝间电阻，另一种是通过局部磁场扫描得到每匝线圈的匝间电阻分布，通过国内外专家的研究，无绝缘的匝间电阻与其绕制时的张力有关，由于张力沿半径方向分布不均匀，内侧的张力相比外侧的张力较大，因此匝间电阻呈现随半径增大而增大的趋势。

在磁约束装置等异形磁体应用中，有部分线圈包含直线段的区域，比如核聚变装置环向场磁体中线圈为D形，内侧会有一段竖直区域；又或在加速器装置四极磁体中线圈为跑道型，在两侧均有一段直段区域。在直段区域内，由于不能向弧形线圈一样由外侧对内侧施加环向压力(hoop stress)，往往会出现匝间电阻的异常分布。

因此，为了保证异形线圈的匝间电阻在每一匝内都是均匀分布的，需要制作特殊的辅助工件对直线段施加侧向的正压力，控制匝间张力均匀，以达到匝间电阻均匀的效果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种适用于高温超导无绝缘线圈绕制的辅助夹具，保证异形线圈的匝间电阻在每一匝内都是均匀分布，对直线段施加侧向的正压力，控制匝间张力均匀，以达到匝间电阻均匀的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于高温超导无绝缘线圈绕制的辅助夹具，包括：固定支撑件、活动件以及用于提供所述固定支撑件和所述活动件之间拉力的弹性部件，所述固定支撑件上相对设置有滑槽，所述活动件的两端贯穿所述滑槽，所述弹性部件的一端与所述固定支撑件连接，所述弹性部件的另一端与所述活动件连接，所述活动件上设有压制板，通过改变所述活动件的两端在所述滑槽中的位置来改变所述压制板与所述固定支撑件之间的距离。

进一步地，所述固定支撑件包括竖梁和横梁，所述横梁设有两个，两个所述横梁对称布设于所述竖梁的两端，每个所述横梁上均设置有所述滑槽，两个所述横梁上的滑槽相对设置。

进一步地，所述滑槽包括竖直段和水平段，所述竖直段的下端与所述水平段远离所述竖梁的一端连通。

进一步地，所述滑槽还包括休止段，所述休止段设于所述竖直段的上端且位于所述竖直段靠近所述竖梁的一侧，所述休止段与所述竖直段连通。