行星式無超導(dǎo)接頭多餅線圈繞線機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于繞制超導(dǎo)線圈的繞線裝置，特別涉及繞制高溫超導(dǎo)帶材無縫多餅式線圈的繞線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超導(dǎo)磁體由超導(dǎo)材料制備的線材或帶材繞制而成，其中高溫超導(dǎo)磁體大多由帶材繞制而成。由于帶材不能夠像線材一樣采用層繞式繞法，因此目前使用高溫超導(dǎo)帶材繞制磁體大多采用餅式的繞法。采用餅式繞法繞制的線圈，需要通過超導(dǎo)接頭連接在一起。在餅式繞法中最常采用的是雙餅式繞法，雙餅式繞法和單餅式繞線法相比，雙餅式繞法可以降低一半的超導(dǎo)接頭數(shù)量。繞制雙餅線圈的繞線機(jī)由兩根位置固定的繞線軸和相關(guān)支撐傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成。繞線時(shí)將帶材的中心固定在一個(gè)繞線骨架的中心，線盤固定在另一個(gè)繞線軸上，兩根繞線軸朝同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動，以完成一個(gè)餅的繞制，之后重復(fù)這一過程，完成另一個(gè)餅的繞制。
[0003]然而，雙餅式繞線法繞制的線圈，其超導(dǎo)接頭數(shù)量仍然會達(dá)到單餅式線圈一半。超導(dǎo)接頭的制作技術(shù)要求高，且有失敗的風(fēng)險(xiǎn)。以目前的技術(shù)水平，一個(gè)高溫超導(dǎo)接頭的電阻約為10_7歐姆。由于高溫超導(dǎo)線圈的運(yùn)行電流一般高達(dá)數(shù)百安培，因此超導(dǎo)接頭上會產(chǎn)生大量的熱能，會消耗磁體中的電磁能。更嚴(yán)重的，這些熱能可能會影響到磁體運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至可能導(dǎo)致磁體失超。因此，需要一種新型的適用于繞制高溫超導(dǎo)帶材的繞線機(jī)，并采用新式的繞線方法，避免超導(dǎo)接頭的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種繞制無超導(dǎo)接頭高溫超導(dǎo)多餅線圈的繞線機(jī)。
[0005]一種行星式無超導(dǎo)接頭多餅線圈繞線機(jī)，包括恒星繞線軸、行星繞線軸、衛(wèi)星繞線軸、行星傳動器、衛(wèi)星傳動器、恒星繞線骨架、行星繞線骨架、衛(wèi)星繞線骨架、固定臺架、調(diào)速電機(jī)以及控制器。恒星繞線軸安裝于固定臺架上。行星傳動器的一端固定于恒星繞線軸的下端，與調(diào)速電機(jī)連接并由調(diào)速電機(jī)帶動。行星繞線軸位于行星傳動器的另一端。衛(wèi)星傳動器的一端位于行星繞線軸的下端，由行星繞線軸上的電機(jī)帶動。衛(wèi)星繞線軸位于衛(wèi)星傳動器的另一端。恒星繞線骨架位于恒星繞線軸的上端，行星繞線骨架位于行星繞線軸的上端、衛(wèi)星繞線骨架位于衛(wèi)星繞線軸的上端；調(diào)速電機(jī)和控制器安裝于固定臺架上?？刂破骱驼{(diào)速電機(jī)、行星繞線軸上的電機(jī)以及衛(wèi)星繞線軸上的電機(jī)通過電氣線路連接。
[0006]所述的用于繞制無超導(dǎo)接頭高溫超導(dǎo)多餅線圈的繞線機(jī)，其特征在于恒星繞線軸固定不轉(zhuǎn)動，行星繞線軸由行星傳動器帶動圍繞恒星繞線軸公轉(zhuǎn)，衛(wèi)星繞線軸由衛(wèi)星傳動器帶動圍繞行星繞線軸公轉(zhuǎn)。行星繞線軸和衛(wèi)星繞線軸由安裝在其下部的電機(jī)帶動進(jìn)行自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)的方向和公轉(zhuǎn)相反；恒星繞線骨架、行星繞線骨架和衛(wèi)星繞線骨架的上下位置可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。控制器通過電氣線路控制調(diào)速電機(jī)、行星繞線軸上的電機(jī)以及衛(wèi)星繞線軸上的電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0007]恒星繞線骨架和行星繞線骨架是用于繞制雙餅線圈的繞線骨架，兩端端板間的空隙略大于高溫超導(dǎo)帶材寬度的兩倍；衛(wèi)星繞線骨架是用于繞制單餅線圈的繞線骨架，兩端端板間的空隙略大于高溫超導(dǎo)帶材寬度。
[0008]所述的用于繞制高溫超導(dǎo)帶材無縫多餅線圈的繞線器的工作過程如下:
[0009]I)根據(jù)所繞線圈的餅數(shù)和每個(gè)餅的匝數(shù)，計(jì)算所需的高溫超導(dǎo)帶材總長度和每個(gè)餅式線圈的長度，并在帶材上標(biāo)定每個(gè)餅式線圈的長度作為繞制時(shí)的參考。
[0010]2)將全部帶材以雙餅線圈的形式繞制于恒星繞線骨架上。
[0011]3)在衛(wèi)星繞線骨架上繞制一個(gè)單餅線圈。開始繞制時(shí)，將恒星繞線骨架上的雙餅線圈下端的出線固定于衛(wèi)星繞線骨架上，繞制過程中，衛(wèi)星繞線軸圍繞恒星繞線軸公轉(zhuǎn)，并以相反方向自轉(zhuǎn)。所繞制的單餅線圈和恒星繞線骨架上的雙餅線圈直接相連，不存在超導(dǎo)接頭O
[0012]4)在行星繞線骨架的上端繞制一個(gè)單餅線圈。繞制過程中行星繞線軸圍繞恒星繞線軸自轉(zhuǎn)并公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)方向和自轉(zhuǎn)相反；衛(wèi)星繞線軸圍繞行星繞線軸以行星繞線軸自轉(zhuǎn)的周期公轉(zhuǎn)。
[0013]5)在行星繞線骨架的下端繞制一個(gè)單餅線圈。繞制過程中行星繞線軸停止公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，衛(wèi)星繞線軸圍繞行星繞線軸公轉(zhuǎn)并自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)方向和公轉(zhuǎn)相反，將衛(wèi)星繞線骨架上的單餅線圈轉(zhuǎn)移到行星繞線骨架上。
[0014]6)行星繞線骨架上形成一個(gè)雙餅線圈，和恒星繞線骨架上的雙餅線圈直接相連，無需超導(dǎo)接頭。將兩個(gè)雙餅線圈進(jìn)行安裝，即可形成一個(gè)無超導(dǎo)接頭的四餅線圈。
[0015]7)重復(fù)步驟3到步驟6，繞制任意餅數(shù)的線圈。
[0016]本發(fā)明可以使用高溫超導(dǎo)帶材繞制無超導(dǎo)接頭的多餅超導(dǎo)線圈。本發(fā)明不僅可以減少超導(dǎo)接頭帶來的能量損耗，更可以避免超導(dǎo)接頭處的焦耳熱帶來的不穩(wěn)定性和磁體失超的可能。并且可以省略超導(dǎo)接頭的制作，簡化線圈的制造工藝。從而大大提尚尚溫超導(dǎo)磁體這一昂貴設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明繞線機(jī)外觀示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明繞線機(jī)卸除固定臺架，調(diào)速電機(jī)，控制器的上半部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明繞線機(jī)繞制多餅線圈狀態(tài)示意圖，圖中所示卸除了固定臺架，調(diào)速電機(jī)，控制器，包含高溫超導(dǎo)體帶材；
[0020]圖中，I恒星繞線軸、2行星繞線軸、3衛(wèi)星繞線軸、4行星傳動器、5衛(wèi)星傳動器、6恒星繞線骨架、7行星繞線骨架、8衛(wèi)星繞線骨架、9固定臺架、10調(diào)速電機(jī)、11控制器、12高溫超導(dǎo)帶材。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明用于繞制無超導(dǎo)接頭高溫超導(dǎo)多餅線圈的繞線機(jī)，包括恒星繞線軸1、行星繞線軸2、衛(wèi)星繞線軸3、行星傳動器4、衛(wèi)星傳動器5、恒星繞線骨架6、行星繞線骨架7、衛(wèi)星繞線骨架8、固定臺架9、調(diào)速電機(jī)10，以及控制器11。恒星繞線軸I位于固定臺架9上。行星傳動器4的一端固定于恒星繞線軸I的下端，與調(diào)速電機(jī)10連接并由調(diào)速電機(jī)10帶動；行星繞線軸2位于行星傳動器4的另一端。衛(wèi)星傳動器5的一端位于行星繞線軸2的下端，由行星繞線軸2上的電機(jī)帶動；衛(wèi)星繞線軸3位于衛(wèi)星傳動器5的另一端。恒星繞線骨架6位于恒星繞線軸I的上端，行星繞線骨架7位于行星繞線軸2的上端，衛(wèi)星繞線骨架8位于衛(wèi)星繞線軸3的上端。調(diào)速電機(jī)10和控制器11安裝于固定臺架9上；控制器11和調(diào)速電機(jī)10、行星繞線軸2上的電機(jī)以及衛(wèi)星繞線軸3上的電機(jī)通過電氣線路連接。
[0023]本發(fā)明繞線機(jī)工作時(shí)，恒星繞線軸I固定不轉(zhuǎn)動，行星繞線軸2由行星傳動器4帶動圍繞恒星繞線軸I公轉(zhuǎn)，衛(wèi)星繞線軸3由衛(wèi)星傳動器5帶動圍繞行星繞線軸2公轉(zhuǎn)