專利名稱：水冷式勵磁線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電動振動臺的冷卻系統(tǒng)，具體涉及一種具有較佳冷卻效果 的電動振動臺用水冷式勵磁線圈。
背景技術(shù)：
電動振動臺由于需要在勵磁線圈中通入電流來實現(xiàn)在工作氣隙中的恒定磁 場和驅(qū)動線圈的交變磁場，由于電阻的影響勵磁線圈會產(chǎn)生一定的熱量，為了 保證振動臺能長時間工作，需要對勵磁線圈進行冷卻。電動振動臺的冷卻方式
分為自然冷卻、風(fēng)冷、液體冷卻和其他方式；液體冷卻由于使用油或水等液體 作為冷卻介質(zhì)能實現(xiàn)較好的強制冷卻，冷卻效率高，在大、中型電動振動臺中 得到廣泛的應(yīng)用。
目前，國內(nèi)和國際的水冷式電動振動臺的勵磁線圈普遍采用空心導(dǎo)線繞組 的平面螺旋線圈盤疊片模式；將一個勵磁線圈分成至少兩個單元繞組，每個單 元繞組先由空心銅管平面螺旋盤繞成單層線圈盤，再將偶數(shù)個單層線圈盤上下 疊合構(gòu)成，其中，管頭和管尾分別位于第一層和最后一層的外圈上，單層線圈 盤之間的空心銅管采用拼接或連續(xù)實現(xiàn)貫通；每個單元繞組中的空心管道構(gòu)成 一個冷卻水循環(huán)的分支回路；然后將各單元繞組上下疊合，第一單元繞組的管 頭作為勵磁線圈的一個電源端，管尾與下一單元繞組的管頭電連接，最后一個 單元繞組的管尾作為勵磁線圈的另一個電源端。這樣的勵磁線圈結(jié)構(gòu)由于水流 通道長達二圈或二圈以上，在lMPa的壓力下流量損耗較大，冷卻效果不好。
例如從上世紀(jì)80年代英國LDS公司就開始使用的水冷式電動振動臺勵磁 線圈，它由多個雙盤式疊片繞組構(gòu)成，所述雙盤式疊片繞組由上、下兩層單盤 式繞組串聯(lián)形成，所有雙盤式疊片繞組縱向疊加，其中，各雙盤式疊片繞組管 腔并聯(lián)構(gòu)成并聯(lián)冷卻水路，各雙盤式疊片繞組管體串聯(lián)焊接構(gòu)成電路串聯(lián)的勵 磁線圈，每個雙盤式疊片繞組由一根空心管導(dǎo)線從中間向兩端盤繞而成，其中， 一層單盤式繞組正向盤繞形成，而另一層單盤式繞組反向盤繞形成，兩個盤式繞組中間無接頭連接。采用兩兩線圈盤直接由足夠長的矩形或方形空心導(dǎo)線繞 制成雙層或多層平面螺旋線圈疊片，再由并聯(lián)連接冷卻水，該技術(shù)方案雖然解 決了盤片繞組中繞組中間接頭連接的問題，但由于兩平面螺旋線圈盤之間通過 矩形或者方形銅線串聯(lián)繞組，要求的銅線長度長，經(jīng)實際應(yīng)用，采用如上結(jié)構(gòu) 的勵磁線圈盤在大推力振動試驗中勵磁線圈的溫升達到40'C左右，不能達到振 動試驗的技術(shù)要求，而且如果勵磁線圈長期處于這么高的溫度下不僅會影響勵 磁線圈的壽命；也會因為勵磁線圈過熱而在盤片繞組的接頭部位出現(xiàn)冷卻水泄
漏等問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于提供一種冷卻效果佳、制作工藝更加簡單、冷 卻水的接入和接出更加方便的水冷式勵磁線圈，解決了現(xiàn)有勵磁線圈冷卻效果 差、冷卻水容易泄漏等缺陷。
為了解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下
一種水冷式勵磁線圈，包括由矩形空心銅線繞制而成的平面螺旋線圈盤， 其特征在于所述平面螺旋線圈盤上下疊合組成勵磁線圈繞組，相鄰平面螺旋線 圈盤為反向盤繞結(jié)構(gòu)，每個平面螺旋線圈盤的外圈管端和內(nèi)圈管端分別作為冷 卻水的連接端，各平面螺旋線圈盤間為水路并聯(lián)、電路串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。
具體的講，所述各平面螺旋線圈盤的外圈管端和內(nèi)圈管端均并聯(lián)接入冷卻 水管的進水端和出水端，每個平面螺旋線圈盤作為一個封閉的冷卻水通道，形 成各層平面螺旋線圈盤冷卻并聯(lián)的回路。
所述兩個相鄰的平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端焊接有一T形三通連接器，
所述T形三通連接器的兩直通端口分別與兩個內(nèi)圈銅線末端焊接固定，另一端
口作為冷卻水進、出水端。
所述T形三通連接器將兩個平面螺旋線盤的內(nèi)圈銅線末端進行電串聯(lián)連接， 所述T形三通的另一端口將冷卻水電絕緣導(dǎo)出。
所述勵磁線圈繞組的第一平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第二平面螺旋
線圈盤的內(nèi)圈銅線末端焊接T形三通連接器，兩個內(nèi)圈銅線末端形成電串聯(lián)結(jié) 構(gòu)；所述第三平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第四平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅 線末端也焊接T形三通連接器，將該兩個內(nèi)圈銅線末端形成電串聯(lián)結(jié)構(gòu)，依次 類推，形成整個勵磁線圈繞組中各平面螺旋線圈盤電串聯(lián)結(jié)構(gòu)，各T形三通連接器的另一端口作為冷卻水進水端或出水端實現(xiàn)冷卻水的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
所述勵磁線圈繞組的相鄰平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端設(shè)置有將二者固 定連接的焊接點形成電串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，兩內(nèi)圈銅線末端連接冷卻水導(dǎo)管將冷卻 水電絕緣導(dǎo)入或?qū)С觥?br> 所述勵磁線圈繞組的第一平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第二平面螺旋 線圈盤的內(nèi)圈銅線末端設(shè)置焊接點形成兩個內(nèi)圈銅線末端的電串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)； 所述第三平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第四平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末 端也設(shè)置焊接點形成兩個內(nèi)圈銅線末端的電串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，依次類推，形成整 個勵磁線圈繞組中各平面螺旋線圈盤的電串聯(lián)連接。
所述勵磁線圈繞組的相鄰兩平面螺旋線圈盤的外圈末端采用T形三通連接 器或焊接點形成電串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。
該水冷式勵磁線圈盤雖然仍采用了平面螺旋線圈盤上下疊合的結(jié)構(gòu)，但是 將每層平面螺旋線圈盤作為一個封閉的水流通道，實現(xiàn)了水冷式勵磁線圈單個 冷卻水通道的最短化設(shè)計。通過電串聯(lián)連接和冷卻水并聯(lián)連接，使繞制形成勵 磁線圈的矩形空心銅線得到大大縮短，冷卻水在比現(xiàn)有技術(shù)更短的空心銅線內(nèi) 流通，能形成較大的熱交換溫差，將線圈產(chǎn)生的熱量迅速帶出振動系統(tǒng)，這完 全避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用矩形空心銅線串聯(lián)繞制形成雙層或多層線圈盤，熱量 不能迅速帶出的缺陷。
所有平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈管端和外圈管端均可以采用T形三通連接器或 焊接點實現(xiàn)相鄰平面螺旋線圈盤的電串聯(lián)連接，T形三通連接器還可以實現(xiàn)兩個
平面螺旋線圈盤的冷卻水通道并入一個進水端或出水端，更方便冷卻水的接入 或?qū)С?。對于每個平面螺旋線圈盤的冷卻水的導(dǎo)入或?qū)С觯纯梢圆捎妹總€平 面螺旋線圈盤的內(nèi)圈末端和外圈末端連接一導(dǎo)水管，然后導(dǎo)水管再接入冷卻水 集合管的形式，也可采用將各個平面螺旋線圈盤的末端直接并入冷卻水集合管 的形式。焊接點間隔設(shè)置在兩個相鄰平面螺旋線圈盤的銅線末端，對冷卻水的 接入和到處不會造成任何比例影響，方便的實現(xiàn)每層線圈盤的水路單進單出而 達到更好的冷卻效果。
本實用新型的有益效果在于，該水冷式勵磁線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，將冷卻水
的流通距離減小到最短，實現(xiàn)了冷卻水的高效冷卻效果，能將10 36噸的大型 電動振動臺勵磁線圈的最高溫升控制在3(TC以下，這無疑更符合振動試驗的技 術(shù)要求。該水冷水勵磁線圈可以使繞制勵磁線圈的空心銅線的內(nèi)孔徑更小，有效提高空心銅線的電導(dǎo)率，消除勵磁線圈因通入較大電流而過熱的缺陷。同時 該勵磁線圈的制備工序簡單，能夠更方便的實現(xiàn)冷卻水的低壓導(dǎo)入和導(dǎo)出，并 有效減少了因勵磁線圈過熱而導(dǎo)致的接口處冷卻水容易泄露的問題。該水冷式 勵磁線圈可以應(yīng)用于各種大、中型電動振動臺的使用。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的闡述。

圖1是本實用新型中勵磁線圈繞組的部分繞制結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型實施例1中兩個平面螺旋線圈盤的冷卻水導(dǎo)入和導(dǎo)出結(jié)構(gòu) 示意圖3是圖2的立體結(jié)構(gòu)示意圖4是本實用新型實施例2中兩個平面螺旋線圈盤的電連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

實施例1 如圖1所示，該水冷式勵磁線圈由較小內(nèi)孔徑的矩形空心銅線 繞制而成的多個平面螺旋線圈盤組成，各個平面螺旋線圈盤上下疊合，每個平 面螺旋線圈盤的外圈管端和內(nèi)圈管端分別作為冷卻水連接端。上下疊合的平面 螺旋線圈盤1、 2、 3和4之間為相鄰平面螺旋線圈盤間反向旋轉(zhuǎn)盤繞結(jié)構(gòu)，剩 余的平面螺旋線圈盤的結(jié)構(gòu)與之相同，第一平面螺旋線圈盤1和第三平面螺旋 線圈盤3的繞制方向相同，第二平面螺旋線圈盤2和第四平面螺旋線圈盤4的 繞制方向相同，第一、第二、第三和第四平面螺旋線圈盤的外圈管端11、 21、 31和41位于勵磁線圈的同一側(cè)，且相對引出，各平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈管端也 以同樣的結(jié)構(gòu)引出。這樣可以方便的實現(xiàn)每層線圈盤的冷卻水路單進單出和電 串聯(lián)連接。每個平面螺旋線圈盤均作為一個封閉的冷卻水通道，所有的單個平 面螺旋線圈盤間的冷卻水通道均為并聯(lián)設(shè)置。
如圖2和圖3所示，兩個相鄰反向盤繞的第一平面螺旋線圈盤1和第二平 面螺旋線圈盤2的內(nèi)圈銅線末端12和22間焊接有一 T形三通連接器5， T形三 通連接器5的兩直通端口分別與兩個內(nèi)圈銅線末端12和22焊接固定，形成兩 個平面螺旋線圈盤的電串聯(lián)連接，T形三通連接器的另一端口彎曲后作為冷卻出 水端。第一和第二平面螺旋線圈盤的外圈管端11和21作為冷卻水進口端，形 成兩個平面螺旋線圈盤的水路并聯(lián)結(jié)構(gòu)，還可將第三平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第四平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端也焊接T形三通連接器，將該兩 個內(nèi)圈銅線末端形成電串聯(lián)結(jié)構(gòu)。第二層平面螺螺旋線圈盤的外圈銅線末端與 第三層平面螺旋線圈盤的外圈銅線末端采用T形三通連接器或者焊接點實現(xiàn)電 串聯(lián)。依次類推，形成所有平面螺旋線圈盤電串聯(lián)結(jié)構(gòu)，
實施例2如圖1所示，該水冷式勵磁線圈由較小內(nèi)孔徑的矩形空心銅線繞 制而成的多個平面螺旋線圈盤組成，各個平面螺旋線圈盤上下疊合，每個平面 螺旋線圈盤的外圈管端和內(nèi)圈管端分別作為冷卻水連接端。上下疊合的平面螺
旋線圈盤1、 2、 3和4之間為相鄰平面螺旋線圈盤間反向旋轉(zhuǎn)盤繞結(jié)構(gòu)，剩余 的平面螺旋線圈盤的結(jié)構(gòu)與之相同，第一平面螺旋線圈盤1和第三平面螺旋線 圈盤3的繞制方向相同，第二平面螺旋線圈盤2和第四平面螺旋線圈盤4的繞 制方向相同，第一、第二、第三和第四平面螺旋線圈盤的外圈管端11、 21、 31 和41位于勵磁線圈的同一側(cè)，且相對引出，各平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈管端也以 同樣的結(jié)構(gòu)引出。這樣可以方便的實現(xiàn)每層線圈盤的冷卻水路單進單出和電串 聯(lián)連接。每個平面螺旋線圈盤均作為一個封閉的冷卻水通道，所有的單個平面 螺旋線圈盤間的冷卻水通道均為并聯(lián)設(shè)置。
如圖4所示，該水冷式勵磁線圈的各層平面螺旋線圈盤間的電連接為串聯(lián) 結(jié)構(gòu)，最上層的第一平面螺旋線圈盤1的外圈銅線末端作為電輸入端，其內(nèi)圈 管端12與相鄰第二層平面螺旋線圈盤2的內(nèi)圈管端22的兩個銅線末端通過外 部焊接固定點6實現(xiàn)兩個平面螺旋線圈盤的電串聯(lián)連接，第二層平面螺旋線圈 盤的外圈銅線末端與第三平面螺旋線圈盤的外圈同線末端也采用焊接點形成電 串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，第三平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第四平面螺旋線圈盤的 內(nèi)圈銅線末端也設(shè)置焊接點形成兩個內(nèi)圈銅線末端的電串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，以此類 推，可實現(xiàn)整個勵磁線圈平面螺旋線圈盤的電串聯(lián)連接。
該水冷式勵磁線圈的制備工藝簡單，可以選用內(nèi)徑更小，電導(dǎo)率更大的矩 形空心銅線繞制平面螺旋線圈盤，然后將各平面螺旋線圈盤進行反繞制方向疊 加，通過T形三通連接器或焊接點實現(xiàn)每兩個平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈管端或外 圈管端的電串聯(lián)連接。這樣就可以通過在勵磁線圈的最上層和最下層平面螺旋 線圈盤間設(shè)置導(dǎo)線，即可方便的實現(xiàn)電的引入和引出。
該水冷式勵磁線圈在作業(yè)時，可以根據(jù)通入電流的情況，選擇冷卻水的通 入壓力，由于采用了較大電導(dǎo)率的導(dǎo)線，可將勵磁線圈的產(chǎn)熱進一步降低，從 而可將冷卻水的通入壓力降低，保持真?zhèn)€水冷式勵磁線圈的溫度在合理的范圍內(nèi)。
盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施 方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領(lǐng)域，對于熟悉 本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同 范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述 的圖例。
權(quán)利要求1.一種水冷式勵磁線圈，包括由矩形空心銅線繞制而成的平面螺旋線圈盤，其特征在于所述平面螺旋線圈盤上下疊合組成勵磁線圈繞組，相鄰平面螺旋線圈盤為反向盤繞結(jié)構(gòu)，每個平面螺旋線圈盤的外圈管端和內(nèi)圈管端分別作為冷卻水的連接端，各平面螺旋線圈盤間為水路并聯(lián)、電路串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式勵磁線圈，其特征在于所述各平面螺旋線圈盤的外圈管端和內(nèi)圈管端均并聯(lián)接入冷卻水管的進水端和出水端，每個平面 螺旋線圈盤作為一個封閉的冷卻水通道，形成各層平面螺旋線圈盤冷卻并聯(lián)的 回路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式勵磁線圈，其特征在于所述兩個相鄰的平 面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端焊接有一 T形三通連接器，所述T形三通連接器 的兩直通端口分別與兩個內(nèi)圈銅線末端焊接固定，另一端口作為冷卻水進、出 水端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水冷式勵磁線圈，其特征在于所述T形三通連接 器將兩個平面螺旋線盤的內(nèi)圈銅線末端進行電串聯(lián)連接，所述T形三通的另一 端口將冷卻水電絕緣導(dǎo)出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水冷式勵磁線圈，其特征在于所述勵磁線圈繞組 的第一平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第二平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端 焊接T形三通連接器，兩個內(nèi)圈銅線末端形成電串聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述第三平面螺旋 線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第四平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端也焊接T形三通 連接器，將該兩個內(nèi)圈銅線末端形成電串聯(lián)結(jié)構(gòu)，依次類推，形成整個勵磁線 圈繞組中各平面螺旋線圈盤電串聯(lián)結(jié)構(gòu)，各T形三通連接器的另一端口作為冷 卻水進水端或出水端實現(xiàn)冷卻水的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式勵磁線圈，其特征在于所述勵磁線圈繞組 的相鄰平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端設(shè)置有將二者固定連接的焊接點形成電 串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，兩內(nèi)圈銅線末端連接冷卻水導(dǎo)管將冷卻水電絕緣導(dǎo)入或?qū)С觥?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水冷式勵磁線圈，其特征在于所述勵磁線圈繞組 的第一平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第二平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端 設(shè)置焊接點形成兩個內(nèi)圈銅線末端的電串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)；所述第三平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端與第四平面螺旋線圈盤的內(nèi)圈銅線末端也設(shè)置焊接點形成兩 個內(nèi)圈銅線末端的電串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，依次類推，形成整個勵磁線圈繞組中各平 面螺旋線圈盤的電串聯(lián)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式勵磁線圈，其特征在于在于所述勵磁線圈 繞組的相鄰兩平面螺旋線圈盤的外圈末端采用T形三通連接器或焊接點形成電 串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。
專利摘要水冷式勵磁線圈，包括由矩形空心銅線繞制而成的平面螺旋線圈盤，平面螺旋線圈盤上下疊合組成勵磁線圈繞組，相鄰平面螺旋線圈盤為反向盤繞結(jié)構(gòu)，每個平面螺旋線圈盤的外圈管端和內(nèi)圈管端分別作為冷卻水的連接端，各平面螺旋線圈盤間為水路并聯(lián)、電路串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。該線圈將冷卻水的流通距離減小到最短，實現(xiàn)了高效冷卻效果，能將勵磁線圈的最高溫升控制在30℃以下，該水冷水勵磁線圈可以使繞制勵磁線圈的空心銅線的內(nèi)孔徑更小，有效提高空心銅線的電導(dǎo)率，消除勵磁線圈因通入較大電流而過熱的缺陷。同時該勵磁線圈的制備工序簡單，更方便的實現(xiàn)冷卻水的低壓導(dǎo)入和導(dǎo)出，該水冷式勵磁線圈可以應(yīng)用于各種大、中型電動振動臺的使用。
文檔編號G01M7/02GK201152804SQ20082000079
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者葉騰波, 吳國雄, 俊 陳 申請人:蘇州東菱振動試驗儀器有限公司