專利名稱：一種應(yīng)用Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的組合繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用Bi系和Y系兩種不同類型超導(dǎo)帶材繞制的超導(dǎo)磁體。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于電力系統(tǒng)中高溫超導(dǎo)變壓器、電抗器和儲(chǔ)能磁體中的高溫超導(dǎo)磁體需要具備承受高電壓和大電流的能力。對(duì)于需承受大電流的高溫超導(dǎo)磁體而言，由于難以采用多帶并聯(lián)的換位導(dǎo)線制作螺旋式繞組，通常需采用多個(gè)雙餅繞組或者圓筒式繞組組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用于交流場(chǎng)合，采用多個(gè)繞組并聯(lián)的方式，由于各個(gè)繞組所處磁場(chǎng)的位置不同，各繞組之間的自感和互感存在差異，從而導(dǎo)致各繞組的電流分配也存在差異；同時(shí)，對(duì)于超導(dǎo)繞組，在繞組中部的磁場(chǎng)軸向分量很大，而在繞組端部磁場(chǎng)的徑向分量很大。為了解決多個(gè)繞組電流分配不均勻的問題，采用繞組間換位是一種方式，但是繞組間的換位常常不是完全換位，環(huán)流仍然不可避免存在。另外，繞組間換位通常需要采用普通導(dǎo)線，不僅增加了損耗，而且為高壓絕緣的處理帶來很多困難。
考慮到當(dāng)前的高溫超導(dǎo)帶材有很多種類和規(guī)格，特別是Y系超導(dǎo)帶材，由于采用鍍膜方式制作，理論上帶材的寬度可以制作為任意規(guī)格。利用不同規(guī)格的Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制雙餅繞組和圓筒式繞組，可以解決多個(gè)并聯(lián)繞組電流分布不均的問題。
采用不同種類超導(dǎo)帶材繞制超導(dǎo)繞組在強(qiáng)磁場(chǎng)低溫超導(dǎo)磁體領(lǐng)域有所應(yīng)用。中國發(fā)明專利200910080590. 2提出了一種內(nèi)插YBCO高溫超導(dǎo)線圈的低溫超導(dǎo)磁體系統(tǒng)。為了提高NbTi和Nb3Sn組合形成的低溫超導(dǎo)線圈的中心磁場(chǎng)，該專利將YBCO高溫超導(dǎo)線圈插入由NbTi和Nb3Sn組成的外圍超導(dǎo)線圈的內(nèi)孔中。內(nèi)插YBCO型高溫超導(dǎo)線圈和外圍低溫超導(dǎo)線圈均放置在充有液氦的低溫容器中。該超導(dǎo)磁體應(yīng)用NbT1、Nb3Sn低溫超導(dǎo)線材和 YBCO高溫超導(dǎo)帶材繞制組合繞組，Y系超導(dǎo)線圈位于低溫超導(dǎo)線圈內(nèi)部，運(yùn)行于液氦環(huán)境下，應(yīng)用于強(qiáng)磁場(chǎng)領(lǐng)域。該專利發(fā)明的組合磁體系統(tǒng)具有較多的匝數(shù)和較大的電感，但運(yùn)行電壓和電流都相對(duì)較小，因此無法應(yīng)用于超導(dǎo)電力領(lǐng)域。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有高溫超導(dǎo)繞組采用單一 Bi系或Y系超導(dǎo)帶材繞制，由于各線圈的自感和互感不同，且繞組端部和中部磁場(chǎng)不同，而使超導(dǎo)帶材的載流能力未能被充分利用等缺點(diǎn)，提出了一種同時(shí)采用不同規(guī)格Bi系和Y系超導(dǎo)帶材繞制高溫超導(dǎo)繞組的方案。本發(fā)明將利用不同規(guī)格的Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制雙餅結(jié)構(gòu)繞組和圓筒式繞組，從而解決多個(gè)串并聯(lián)繞組電流分配不均的問題。
本發(fā)明技術(shù)方案如下
本發(fā)明應(yīng)用不同類型超導(dǎo)帶材繞制的組合繞組由Bi系超導(dǎo)線圈、Y系超導(dǎo)線圈、 超導(dǎo)線圈骨架、超導(dǎo)線圈軸向間隔層、線圈上支撐板、線圈下支撐板，以及線圈緊固螺桿組成。Bi系超導(dǎo)線圈位于組合繞組中部，Y系超導(dǎo)線圈位于組合繞組端部；各Bi系超導(dǎo)線圈和Y系超導(dǎo)線圈軸向采用超導(dǎo)線圈軸向之間由線圈軸向間隔層分隔，以散熱和絕緣。組合繞組安裝在低溫杜瓦筒和低溫杜瓦上蓋板組成的低溫杜瓦內(nèi)部，由液氮直接蒸發(fā)冷卻或液氮加制冷機(jī)迫流循環(huán)冷卻。超導(dǎo)繞組通過拉桿與低溫杜瓦上蓋板安裝在一起。本發(fā)明應(yīng)用 Bi系高溫超導(dǎo)帶材和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的組合繞組采用了由多個(gè)Bi系超導(dǎo)線圈和多個(gè)Y系超導(dǎo)線圈并聯(lián)組成的結(jié)構(gòu)，Bi系超導(dǎo)線圈和Y系超導(dǎo)線圈均繞制在超導(dǎo)線圈骨架外部，線圈上支撐板和線圈下支撐板分別位于超導(dǎo)線圈的上部和下部，通過線圈緊固螺桿將超導(dǎo)線圈壓緊。
組合繞組中Bi系超導(dǎo)線圈和Y系超導(dǎo)線圈均為一種或多種規(guī)格超導(dǎo)帶材繞制成的雙餅結(jié)構(gòu)或多層圓筒式結(jié)構(gòu)。目前Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材已實(shí)現(xiàn)了較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，其單根長度已達(dá)數(shù)百米，Bi系高溫超導(dǎo)帶材的臨界電流密度Jc可達(dá)150-200A/mm2 (77K，自場(chǎng))，Y系高溫超導(dǎo)帶材的臨界電流密度Jc可達(dá)100-150A/mm2(77K，自場(chǎng))。Bi系高溫超導(dǎo)帶材寬度有3mm和4mm兩種；而Y系高溫超導(dǎo)帶材的寬度主要有3mm、4mm、6mm、IOmm 和12mm三種。當(dāng)然超導(dǎo)帶材的寬度從理論上可以根據(jù)需求做定制設(shè)計(jì)。從當(dāng)前生產(chǎn)工藝來看，Bi系高溫超導(dǎo)帶材的自場(chǎng)臨界電流密度仍然比Y系高溫超導(dǎo)帶材高30%，價(jià)格卻更低。但是Bi系高溫超導(dǎo)帶材的缺點(diǎn)是在垂直于帶材表面磁場(chǎng)作用下臨界電流密度退降很大，在IOOOGs外部垂直場(chǎng)下，Bi系高溫超導(dǎo)帶材的臨界電流退降70%，而Y系高溫超導(dǎo)帶材僅退降20% ;同時(shí)，在平行于帶材表面磁場(chǎng)作用下二者臨界電流退降都比較小，在IOOOGs外部平行場(chǎng)下，二者臨界電流退降都小于10%。對(duì)于應(yīng)用于超導(dǎo)變壓器、電抗器和儲(chǔ)能磁體等超導(dǎo)電力裝置中的超導(dǎo)繞組而言，繞組端部垂直于超導(dǎo)帶材表面的磁場(chǎng)很強(qiáng)，而繞組中部則主要為平行于超導(dǎo)帶材表面的磁場(chǎng)；另外，對(duì)于多線圈并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，繞組端部的線圈會(huì)流過更多的電流。由于上述兩個(gè)原因，采用單一種類和規(guī)格的超導(dǎo)帶材，繞組的通流能力將受端部線圈的制約。因此，對(duì)于超導(dǎo)電抗器和超導(dǎo)變壓器等交流超導(dǎo)電力裝置，需要考慮上述兩個(gè)因素來進(jìn)行超導(dǎo)帶材選擇和繞組設(shè)計(jì)。
低溫杜瓦筒和低溫杜瓦上蓋板可采用無磁不銹鋼或玻璃鋼材料制作，為了降低低溫杜瓦的漏熱損耗，低溫杜瓦筒采用真空夾層保溫；線圈骨架、線圈上支撐板、線圈下支撐板采用在低溫下絕緣性能優(yōu)良的高強(qiáng)度玻璃鋼材料制作。
所述的組合繞組除了可以應(yīng)用于超導(dǎo)交流電抗器外，也可應(yīng)用于超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體、 超導(dǎo)強(qiáng)場(chǎng)磁體等直流超導(dǎo)繞組。應(yīng)用于直流場(chǎng)合下，僅僅需要考慮繞組端部徑向磁場(chǎng)一個(gè)影響因素來進(jìn)行超導(dǎo)帶材選擇和繞組設(shè)計(jì)。
本發(fā)明超導(dǎo)組合式繞組結(jié)構(gòu)不僅可應(yīng)用于制作超導(dǎo)電抗器、超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置等單一繞組的超導(dǎo)電力裝置，也可應(yīng)用于制作超導(dǎo)變壓器等多繞組裝置。超`導(dǎo)變壓器的高壓繞組和低壓繞組可分別采用多層圓筒式結(jié)構(gòu)和雙餅結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明超導(dǎo)組合線圈可充分利用不同規(guī)格Bi系高溫超導(dǎo)帶材自場(chǎng)臨界電流高、Y系超導(dǎo)帶材在外施垂直場(chǎng)下臨界電流退降少等特性，使超導(dǎo)繞組的性價(jià)比提高；
2.本發(fā)明超導(dǎo)組合繞組結(jié)構(gòu)可用于繞制各種交流和直流繞組，應(yīng)用于超導(dǎo)電抗器、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體和超導(dǎo)強(qiáng)場(chǎng)很多領(lǐng)域。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為實(shí)施例1由Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的超導(dǎo)餅式組合繞組不意圖；圖2為實(shí)施例2由Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的超導(dǎo)圓筒式組合繞組示意圖；圖3為實(shí)施例3由Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的超導(dǎo)變壓器組合繞組示意圖；圖4為實(shí)施例4另一種由Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的超導(dǎo)變壓器組合繞組 示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1為應(yīng)用Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的采用多個(gè)雙餅線圈并聯(lián)的組合 繞組結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于超導(dǎo)電抗器、超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體和超導(dǎo)強(qiáng)場(chǎng)磁體等多個(gè)領(lǐng)域。如圖1所示， 該組合繞組結(jié)構(gòu)由Bi系超導(dǎo)雙餅式線圈1、Y系超導(dǎo)雙餅式線圈2、線圈骨架3、線圈軸向間 隔層4、線圈上支撐板5、線圈下支撐板6、線圈緊固螺桿7、低溫杜瓦筒8、低溫杜瓦上蓋板9 和拉桿10構(gòu)成。Bi系超導(dǎo)雙餅式線圈1和Y系超導(dǎo)雙餅式線圈2繞制在線圈骨架3外部， 雙餅式超導(dǎo)線圈之間由線圈軸向間隔層4分隔。線圈上支撐板5和線圈下支撐板6分別位 于超導(dǎo)繞組的上部和下部，通過線圈緊固螺桿7將超導(dǎo)繞組壓緊。由低溫杜瓦筒8和低溫 杜瓦上蓋板9組成低溫杜瓦。超導(dǎo)繞組安裝在低溫杜瓦的內(nèi)部，由液氮直接蒸發(fā)冷卻或液 氮加制冷機(jī)冷卻。超導(dǎo)繞組通過拉桿10與低溫杜瓦上蓋板9安裝在一起。應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的超導(dǎo)電抗器的電感值較小，但電流很大，采用多個(gè)超導(dǎo)雙餅 線圈并聯(lián)繞制更為合適。由于各超導(dǎo)雙餅線圈所處的位置不同，超導(dǎo)線圈電流分配是不均 勻的。同時(shí)，由于繞組端部橫向漏磁場(chǎng)較大，因此將超導(dǎo)帶寬較小的Bi系超導(dǎo)雙餅線圈1 布置于繞組中部，而將超導(dǎo)帶寬較大的Y系超導(dǎo)雙餅線圈2布置于繞組端部，這樣可以充分 利用Bi系和Y系超導(dǎo)帶材的優(yōu)點(diǎn)，提高整個(gè)超導(dǎo)組合繞組的性價(jià)比。實(shí)施例2為應(yīng)用Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的采用多個(gè)圓筒結(jié)構(gòu)線圈并聯(lián)的 組合繞組結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于超導(dǎo)電抗器、超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體和超導(dǎo)強(qiáng)場(chǎng)磁體等多個(gè)領(lǐng)域。如圖2所 示，該組合繞組結(jié)構(gòu)由Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈1、Y系超導(dǎo)圓筒式線圈2、線圈骨架3、線圈軸 向間隔層4、線圈上支撐板5、線圈下支撐板6、線圈緊固螺桿7、低溫杜瓦筒8、低溫杜瓦上 蓋板9和拉桿10構(gòu)成。Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈1和Y系超導(dǎo)圓筒式線圈2繞制在線圈骨架 3外部，超導(dǎo)圓筒式線圈之間由線圈軸向間隔層4分隔。線圈上支撐板5和線圈下支撐板6 分別位于超導(dǎo)繞組的上部和下部，通過線圈緊固螺桿7將超導(dǎo)繞組壓緊。由低溫杜瓦筒8 和低溫杜瓦上蓋板9組成低溫杜瓦。超導(dǎo)繞組安裝在低溫杜瓦的內(nèi)部，由液氮直接蒸發(fā)冷 卻或液氮加制冷機(jī)冷卻。超導(dǎo)繞組通過拉桿10與低溫杜瓦上蓋板9安裝在一起。與實(shí)施例1不同的是，某些超導(dǎo)電抗器、超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體和超導(dǎo)強(qiáng)場(chǎng)裝置的匝數(shù)較 多，但是電流較小，采用多層圓筒式線圈的超導(dǎo)繞組相對(duì)雙餅結(jié)構(gòu)，其接頭更少，更容易實(shí) 現(xiàn)多匝串聯(lián)，因此可以用于制作更大的電感和降低接頭損耗。由于各超導(dǎo)圓筒式線圈所處 的位置不同，超導(dǎo)線圈電流分配是不均勻的。同時(shí)，由于繞組端部橫向漏磁場(chǎng)較大，因此將 超導(dǎo)帶寬較小的Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈1安裝于繞組中部，而將超導(dǎo)帶寬較大的Y系超導(dǎo)圓 筒式線圈2安裝于繞組端部，這樣可以充分利用Bi系和Y系超導(dǎo)帶材的優(yōu)點(diǎn)，提高整個(gè)超 導(dǎo)組合繞組的性價(jià)比。實(shí)施例3為應(yīng)用于超導(dǎo)變壓器的由Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的組合繞組結(jié)構(gòu)。如圖3所示，所述的超導(dǎo)變壓器由應(yīng)用于高壓繞組的Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈Ig和Y系超導(dǎo)圓筒式線圈2g、應(yīng)用于低壓繞組的Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Id和Y系超導(dǎo)雙餅線圈2d、高壓繞組骨架3g和低壓繞組骨架3d、高壓繞組線圈軸向間隔層4g和低壓繞組線圈軸向間隔層4d、繞組上支撐板5、繞組下支撐板6、繞組緊固螺桿7、低溫杜瓦筒8、低溫杜瓦上蓋板9、 拉桿10、變壓器鐵芯11和低溫杜瓦墊塊12構(gòu)成。由Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈Ig和Y系超導(dǎo)圓筒式線圈2g組合而成的高壓繞組繞制在高壓繞組骨架3g外部，高壓繞組的各圓筒式線圈之間由軸向間隔層4g分隔；由Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Id和Y系超導(dǎo)雙餅線圈2d組合而成的低壓繞組繞制在低壓繞組骨架3d外部，低壓繞組各雙餅線圈之間由軸向間隔層4d分隔； 繞組上支撐板5和繞組下支撐板6分別位于高低壓繞組的上部和下部，通過線圈緊固螺桿7 將高低壓組合繞組壓緊。由低溫杜瓦筒8和低溫杜瓦上蓋板9組成低溫杜瓦，所述的高低壓超導(dǎo)繞組安裝在低溫杜瓦內(nèi)部，由液氮直接蒸發(fā)冷卻或液氮加制冷機(jī)冷卻。超導(dǎo)組合繞組通過拉桿10與低溫杜瓦上蓋板2安裝在一起。
超導(dǎo)變壓器的高壓繞組具有較多的匝數(shù)，但是超導(dǎo)帶材的并聯(lián)根數(shù)較少，因此采用分段的多層圓筒式結(jié)構(gòu)以降低超導(dǎo)帶接頭的數(shù)量；低壓繞組具有較少的匝數(shù)，但是超導(dǎo)帶材的并聯(lián)根數(shù)很多，因此采用多個(gè)超導(dǎo)雙餅線圈并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。由于各超導(dǎo)線圈電流分配不均勻，并且繞組端部橫向漏磁場(chǎng)較大，因此將超導(dǎo)帶寬較小的Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈Ig應(yīng)用于高壓繞組中部，而將超導(dǎo)帶寬較大的Y系超導(dǎo)圓筒式線圈2g安裝于高壓繞組端部；同時(shí)，將超導(dǎo)帶寬較窄的Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Id安裝于低壓繞組中部，而將超導(dǎo)帶寬較寬的Y 系超導(dǎo)雙餅線圈2d布置于低壓繞組端部。這樣可以充分利用Bi系和Y系超導(dǎo)帶材的優(yōu)點(diǎn)， 提高整個(gè)超導(dǎo)組合繞組的性價(jià)比。
實(shí)施例4為應(yīng)用于超導(dǎo)變壓器的另一種由Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的組合繞組結(jié)構(gòu)。如圖4所示，所述的超導(dǎo)變壓器由應(yīng)用于高壓繞組的Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Ig和Y 系超導(dǎo)雙餅線圈2g、應(yīng)用于低壓繞組的Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Id和Y系超導(dǎo)雙餅線圈2d、高壓繞組骨架3g和低壓繞組骨架3d、高壓繞組軸向間隔層4g和低壓繞組軸向間隔層4d、繞組上支撐板5、繞組下支撐板6、繞組緊固螺桿7、低溫杜瓦筒8、低溫杜瓦上蓋板9、拉桿10、 變壓器鐵芯11和低溫杜瓦墊塊12構(gòu)成。
與實(shí)施例3相同，由Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Ig和Y系超導(dǎo)雙餅線圈2g組合而成的高壓繞組繞制在高壓繞組骨架3g外部，高壓繞組的各雙餅線圈之間由軸向間隔層4g分隔；由 Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Id和Y系超導(dǎo)雙餅線圈2d組合而成的低壓繞組繞制在低壓繞組骨架 3d外部，低壓繞組各雙餅線圈之間由軸向間隔層4d分隔；繞組上支撐板5和繞組下支撐板 6分別位于高低壓繞組的上部和下部，通過線圈緊固螺桿7將高低壓組合繞組壓緊。由低溫杜瓦筒8和低溫杜瓦上蓋板9組成低溫杜瓦，所述的高低壓超導(dǎo)繞組安裝在低溫杜瓦內(nèi)部， 由液氮直接蒸發(fā)冷卻或液氮加制冷機(jī)冷卻。超導(dǎo)磁體通過拉桿10與低溫杜瓦上蓋板2安裝在一起。
實(shí)施例4和 實(shí)施例3的區(qū)別在于，所述的超導(dǎo)變壓器的高壓繞組和低壓繞組都采用超導(dǎo)雙餅線圈結(jié)構(gòu)。Bi系超導(dǎo)雙餅線圈位于各個(gè)并聯(lián)雙餅繞組的中部，Y系超導(dǎo)雙餅線圈位于各個(gè)并聯(lián)雙餅繞組的端部。對(duì)于由多個(gè)Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Ig和Y系超導(dǎo)雙餅線圈 2g組成的高壓繞組結(jié)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)較大的載流量，超導(dǎo)雙餅線圈需采用先并聯(lián)、后串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，高壓繞組每個(gè)并聯(lián)雙餅線圈組件由2個(gè)Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Ig和I個(gè)Y系超導(dǎo)雙餅線圈2g組成、或者由1個(gè)Bi系超導(dǎo)雙餅線圈Ig和2個(gè)Y系超導(dǎo)雙餅線圈2g組成，然后各并聯(lián)線圈組件串聯(lián)連接。并聯(lián)雙餅線圈的電流分配是不同的，徑向漏磁場(chǎng)分布也是不同的。對(duì)于電流分配較多、徑向漏磁場(chǎng)較大的雙餅線圈，采用帶寬較寬的Y系超導(dǎo)帶材繞制；對(duì)于電流分配較少、徑向漏磁場(chǎng)較小的雙餅線圈，采用帶寬較窄的Bi系超導(dǎo)帶材繞制。采用多個(gè)超導(dǎo)雙餅線圈串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，也可以實(shí)現(xiàn)高電壓和大電流，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比圓筒式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，缺點(diǎn)是線圈之間的接頭較多，接頭損耗較大。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的組合繞組，其特征在于所述的組合繞組由Bi系超導(dǎo)線圈(1)、Y系超導(dǎo)線圈(2)、超導(dǎo)線圈骨架(3)、超導(dǎo)線圈軸向間隔層(4)、線圈上支撐板(5)、線圈下支撐板(6)，以及線圈緊固螺桿(7)組成；Bi系超導(dǎo)線圈(I)和Y系超導(dǎo)線圈(2)繞制在超導(dǎo)線圈骨架(3)外部；Bi系超導(dǎo)線圈(I)位于組合繞組中部，Y系超導(dǎo)線圈(2)位于組合繞組端部；各Bi系超導(dǎo)線圈(I)和Y系超導(dǎo)線圈(2)之間采用超導(dǎo)線圈軸向間隔層(4)分隔；組合繞組安裝在低溫杜瓦筒(8)和低溫杜瓦上蓋板(9)組成的低溫杜瓦內(nèi)部，由液氮直接蒸發(fā)冷卻或液氮加制冷機(jī)迫流循環(huán)冷卻。組合繞組通過拉桿(10)與低溫杜瓦上蓋板(9)安裝在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的組合繞組，其特征在于所述的Bi系超導(dǎo)線圈(I)為采用Bi系高溫超導(dǎo)帶材繞制的雙餅或多層圓筒式結(jié)構(gòu)；所述的Y系超導(dǎo)雙餅線圈(2)采用Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的雙餅或多層圓筒式結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的組合繞組，其特征在于所述的線圈骨架(2)、線圈上支撐板(3)、線圈下支撐板(4)采用玻璃鋼材料制作；低溫杜瓦筒(8)和低溫杜瓦上蓋板(9)在應(yīng)用于直流磁體時(shí)采用無磁不銹鋼或玻璃鋼材料制作，在應(yīng)用于交流磁體時(shí)采用玻璃鋼材料制作。
4.如權(quán)利要求1所述的組合繞組，其特征在于所述的組合繞組應(yīng)用于制作大電流小電感繞組時(shí)，所述的Bi系超導(dǎo)線圈(I)和Y系超導(dǎo)線圈(2)采用并聯(lián)連接的雙餅線圈結(jié)構(gòu)，Bi系超導(dǎo)雙餅線圈(I)位于組合繞組的中部，Y系超導(dǎo)雙餅線圈(2)位于組合繞組的端部。
5.如權(quán)利要求1所述的組合繞組，其特征在于所述的組合繞組應(yīng)用于制作小電流大電感繞組時(shí)，所述的Bi系超導(dǎo)線圈(I)和Y系超導(dǎo)線圈(2)采用并聯(lián)連接的圓筒式線圈結(jié)構(gòu)，Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈(I)位于組合繞組的中部，Y系超導(dǎo)圓筒式線圈(2)位于組合繞組的端部。
6.如權(quán)利要求1所述的組合繞組，其特征在于所述的組合繞組應(yīng)用于制作變壓器低電壓大電流的低壓繞組時(shí)，所述Bi系超導(dǎo)線圈(I)和Y系超導(dǎo)線圈(2)采用并聯(lián)連接的雙餅線圈結(jié)構(gòu)，Bi系超導(dǎo)雙餅線圈(I)位于低壓繞組中部，Y系超導(dǎo)雙餅線圈(2)位于低壓繞組端部。
7.如權(quán)利要求6所述的組合繞組，其特征在于所述的組合繞組應(yīng)用于制作變壓器高電壓低電流的高壓繞組時(shí)采用并聯(lián)連接的圓筒式線圈結(jié)構(gòu)，Bi系超導(dǎo)圓筒式線圈(I)位于高壓繞組中部，Y系超導(dǎo)圓筒式線圈(2)位于高壓繞組端部。
8.如權(quán)利要求6所述的組合繞組，其特征在于，所述的組合繞組應(yīng)用于制作變壓器高電壓和低電流的高壓繞組時(shí)，所述Bi系超導(dǎo)線圈和Y系超導(dǎo)線圈采用先并聯(lián)后串聯(lián)的雙餅線圈結(jié)構(gòu)，Bi系超導(dǎo)雙餅線圈位于各個(gè)并聯(lián)的雙餅繞組的中部，Y系超導(dǎo)雙餅線圈位于各個(gè)并聯(lián)的雙餅繞組的端部。
全文摘要
一種應(yīng)用Bi系和Y系高溫超導(dǎo)帶材繞制的組合繞組，由Bi系超導(dǎo)線圈(1)、Y系超導(dǎo)線圈(2)、超導(dǎo)線圈骨架(3)、超導(dǎo)線圈軸向間隔層(4)、線圈上支撐板(5)、線圈下支撐板(6)、線圈緊固螺桿(7)組成。Bi系超導(dǎo)線圈(1)位于組合繞組中部，Y系超導(dǎo)線圈(2)位于組合繞組端部；組合繞組安裝在低溫杜瓦筒(8)和低溫杜瓦上蓋板(9)組成的低溫杜瓦內(nèi)部，由液氮直接蒸發(fā)冷卻或液氮加制冷機(jī)迫流循環(huán)冷卻。組合繞組通過拉桿(10)與低溫杜瓦上蓋板(9)安裝在一起。本發(fā)明利用Bi系高溫超導(dǎo)帶材自場(chǎng)臨界電流高和Y系高溫超導(dǎo)帶材在外場(chǎng)下臨界電流退降小等特點(diǎn)，可用于制作交流繞組和直流繞組。
文檔編號(hào)H01F6/04GK103035353SQ20121054999
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者邱清泉, 戴少濤, 張志豐, 張京業(yè), 肖立業(yè) 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院電工研究所