一種高溫超導磁體失超保護裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高溫超導磁體失超保護裝置，包括高溫超導磁體機構和用于采集高溫超導磁體機構工作電流數據并將電流數據轉換為電壓數據的電壓比較電路，以及為高溫超導線圈和加熱器供電的電源控制模塊，高溫超導磁體機構包括骨架以及兩個分別安裝在骨架兩端的加熱器和纏繞在骨架上兩個加熱器之間的高溫超導線圈，高溫超導線圈上設置有線圈引線，電源控制模塊包括為高溫超導線圈供電的第一直流電源和為加熱器供電的第二直流電源，第二直流電源為加熱器供電的回路中串接有固態繼電器，固態繼電器的信號輸入端與電壓比較電路的信號輸出端相接。本實用新型設計新穎，結構簡單緊湊，均勻且全面加熱高溫超導線圈，失超傳播速度快。
【專利說明】
一種高溫超導磁體失超保護裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于超導磁體保護技術領域，具體涉及一種高溫超導磁體失超保護裝置。
【背景技術】
[0002]高溫超導磁體具有大電流密度、高臨界磁場等優點，在磁分離、科學實驗、強磁場等應用方面具有廣闊的前景。繞制高溫超導磁體使用的帶材一般為鉍系帶材和YBCO涂層導體帶材，這種超導體一般繞制成雙餅結構，并將多個雙餅線圈串、并聯組成高溫超導磁體。一般來說，高溫超導磁體的失超傳播速度較慢，相比較低溫超導磁體慢兩到三個數量級，由于其失超傳播速度太慢，所以很容易使超導磁體局部形成熱點，而局部的熱量只能在很小的范圍內擴散，這樣局部受熱的帶材由于過高的溫升，很容易燒損，造成高溫超導磁體破壞，所以高溫超導磁體的失超保護比低溫超導磁體的失超保護要求高。現有的高溫超導磁體溫升不均勻，失超檢測復雜，大多采用控制器觸發的方式進行失超保護，成本低，反應遲緩，失超傳播速度慢。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種高溫超導磁體失超保護裝置，其設計新穎合理，結構簡單緊湊，均勻且全面加熱高溫超導線圈，失超傳播速度快，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:包括高溫超導磁體機構和用于采集所述高溫超導磁體機構工作電流數據并將電流數據轉換為電壓數據的電壓比較電路，以及為高溫超導線圈和加熱器供電的電源控制模塊，所述高溫超導磁體機構包括骨架以及兩個分別安裝在骨架兩端的加熱器和纏繞在骨架上兩個加熱器之間的高溫超導線圈，高溫超導線圈上設置有線圈引線，電壓比較電路通過線圈引線與高溫超導線圈連接，所述電源控制模塊包括為高溫超導線圈供電的第一直流電源和為加熱器供電的第二直流電源，所述第二直流電源為加熱器供電的回路中串接有固態繼電器，固態繼電器的信號輸入端與電壓比較電路的信號輸出端相接。
[0005]上述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述高溫超導線圈的兩端連接有兩端接口 P1，所述第一直流電源的正極與所述兩端接口 Pl的第I管腳相接，所述第一直流電源的負極與所述兩端接口 Pl的第2管腳相接，高溫超導線圈上設置有至少三條線圈引線。
[0006]上述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述電壓比較電路包括可變電阻R1、可變電阻R2、滑動電阻R3和運放Ul，運放Ul的同相輸入端與滑動電阻R3的滑動端相接，滑動電阻R3的一個固定端經可變電阻Rl與高溫超導線圈上一條線圈引線相接，滑動電阻R3的另一個固定端經可變電阻R2與高溫超導線圈上另一條線圈引線相接，運放Ul的反相輸入端與高溫超導線圈上另第三條線圈引線相接。
[0007]上述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:兩個所述加熱器結構相同且均為鱗片式加熱器，所述鱗片式加熱器包括多個鱗片和兩個分別安裝在多個鱗片外側兩端上的聚酯片，以及安裝兩個聚酯片之間的加熱絲，兩個所述加熱器中的加熱絲并聯連接。
[0008]上述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述固態繼電器為直流固態繼電器Kl，所述直流固態繼電器Kl的IN+端與運放Ul的輸出端相接，直流固態繼電器Kl的IN-端接地，兩端接口 P2的第I管腳與并聯連接的兩個所述加熱絲的一個連接端相接，并聯連接的兩個所述加熱絲的另一個連接端與直流固態繼電器Kl的OUT-端相接，兩端接口 P2的第2管腳與直流固態繼電器Kl的OUT+端相接。
[0009]上述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述第二直流電源為24V直流電源，24V直流電源的正極與所述兩端接口 P2的第2管腳相接，24V直流電源的負極與所述兩端接口 P2的第I管腳相接。
[0010]上述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:兩個所述鱗片式加熱器中的一個與骨架的一端固定連接，兩個所述鱗片式加熱器中的另一個與骨架的另一端活動連接。
[0011 ]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0012]1、本實用新型將兩個加熱器夾裝在高溫超導線圈的兩端，且加熱器采用鱗片式加熱器，均勻且全面加熱高溫超導線圈，失超傳播速度快，便于推廣使用。
[0013]2、本實用新型通過設置電壓比較電路，采用模擬電路采集高溫超導線圈中工作電流并將電流信號轉換為電壓信號驅動固態繼電器，可靠穩定，速度快，使用效果好。
[0014]3、本實用新型設計新穎合理，體積小，兩個所述鱗片式加熱器中的一個與骨架的一端固定連接，兩個所述鱗片式加熱器中的另一個與骨架的另一端活動連接，拆卸安裝方便，實用性強，便于推廣使用。
[0015]綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單緊湊，均勻且全面加熱高溫超導線圈，失超傳播速度快，實用性強，便于推廣使用。
[0016]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型高溫超導磁體機構與電壓比較電路的連接示意圖。
[0018]圖2為本實用新型加熱器的結構示意圖。
[0019]圖3為本實用新型的電路原理圖。
[0020]附圖標記說明:
[0021]I—骨架；2—高溫超導線圈； 3—加熱器；
[0022]4—線圈引線；5—電壓比較電路； 6—固態繼電器；
[0023]8 一聚酯片；9 一加熱絲；10—鱗片。
【具體實施方式】
[0024]如圖1和圖3所示，本實用新型包括高溫超導磁體機構和用于采集所述高溫超導磁體機構工作電流數據并將電流數據轉換為電壓數據的電壓比較電路5，以及為高溫超導線圈2和加熱器3供電的電源控制模塊，所述高溫超導磁體機構包括骨架I以及兩個分別安裝在骨架I兩端的加熱器3和纏繞在骨架I上兩個加熱器3之間的高溫超導線圈2，高溫超導線圈2上設置有線圈引線4，電壓比較電路5通過線圈引線4與高溫超導線圈2連接，所述電源控制模塊包括為高溫超導線圈2供電的第一直流電源和為加熱器3供電的第二直流電源，所述第二直流電源為加熱器3供電的回路中串接有固態繼電器6，固態繼電器6的信號輸入端與電壓比較電路5的信號輸出端相接。
[0025]如圖3所示，本實施例中，所述高溫超導線圈2的兩端連接有兩端接口Pl，所述第一直流電源的正極與所述兩端接口 Pl的第I管腳相接，所述第一直流電源的負極與所述兩端接口 Pl的第2管腳相接，高溫超導線圈2上設置有至少三條線圈引線4。
[0026]如圖1和圖3所不，本實施例中，尚溫超導線圈2由尚溫超導線圈SI和尚溫超導線圈S2串聯而成。所述電壓比較電路5包括可變電阻R1、可變電阻R2、滑動電阻R3和運放Ul，運放Ul的同相輸入端與滑動電阻R3的滑動端相接，滑動電阻R3的一個固定端經可變電阻Rl與高溫超導線圈2上一條線圈引線4相接，滑動電阻R3的另一個固定端經可變電阻R2與高溫超導線圈2上另一條線圈引線4相接，運放Ul的反相輸入端與高溫超導線圈2上另第三條線圈引線4相接。
[0027]如圖2所示，本實施例中，兩個所述加熱器3結構相同且均為鱗片式加熱器，所述鱗片式加熱器包括多個鱗片10和兩個分別安裝在多個鱗片10外側兩端上的聚酯片8，以及安裝兩個聚酯片8之間的加熱絲9，兩個所述加熱器3中的加熱絲9并聯連接。
[0028]如圖3所示，本實施例中，兩個所述加熱器3中的加熱絲9分別為加熱絲LI和加熱絲L2o
[0029]如圖3所示，本實施例中，所述固態繼電器6為直流固態繼電器Kl，所述直流固態繼電器Kl的IN+端與運放Ul的輸出端相接，直流固態繼電器Kl的IN-端接地，兩端接口 P2的第I管腳與并聯連接的兩個所述加熱絲9的一個連接端相接，并聯連接的兩個所述加熱絲9的另一個連接端與直流固態繼電器Kl的OUT-端相接，兩端接口 P2的第2管腳與直流固態繼電器Kl的OUT+端相接。
[0030]本實施例中，所述第二直流電源為24V直流電源，24V直流電源的正極與所述兩端接口 P2的第2管腳相接，24V直流電源的負極與所述兩端接口 P2的第I管腳相接。
[0031]本實施例中，兩個所述鱗片式加熱器中的一個與骨架I的一端固定連接，兩個所述鱗片式加熱器中的另一個與骨架I的另一端活動連接，便于超導磁體的拆卸安裝。
[0032]本實用新型使用時，將一個加熱器3固定安裝在骨架I一端，將另一個加熱器3活動安裝在骨架I的另一端，在兩個加熱器3之間的骨架I上纏繞高溫超導線圈2，高溫超導線圈2在纏繞過程中，留有多條線圈引線4，便于高溫超導線圈2的電流信號采集，在兩個加熱器3中的絕緣的兩片聚酯片8之間分別設置加熱絲LI和加熱絲L2，加熱絲LI的一端與加熱絲L2的一端連接，且該連接端與兩端接口 P2的第I管腳連接;加熱絲LI的另一端與加熱絲L2的另一端連接，且該連接端與直流固態繼電器Kl的OUT-端連接;使用多條線圈引線4將串聯組成的高溫超導線圈SI和高溫超導線圈S2中的電流信號輸入到電壓比較電路5中進行信號轉換，進行驅動直流固態繼電器Kl，第一直流電源通過兩端接口Pl為高溫超導線圈2供電，第二直流電源通過兩端接口P2和串聯在線路上的直流固態繼電器Kl為兩個加熱器3供電，當電壓比較電路5采集的電壓數據超過臨界值時，運放Ul導通驅動直流固態繼電器Kl，使驅動直流固態繼電器Kl的輸出端導通，第二直流電源為兩個加熱器3供電，兩個加熱器3產熱使高溫超導線圈2溫升，加快失超傳播速度，加熱效果均勻且全面，使用效果好。
[0033]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:包括高溫超導磁體機構和用于采集所述高溫超導磁體機構工作電流數據并將電流數據轉換為電壓數據的電壓比較電路(5)，以及為高溫超導線圈(2)和加熱器(3)供電的電源控制模塊，所述高溫超導磁體機構包括骨架(I)以及兩個分別安裝在骨架(I)兩端的加熱器(3)和纏繞在骨架(I)上兩個加熱器(3)之間的高溫超導線圈(2)，高溫超導線圈(2)上設置有線圈引線(4)，電壓比較電路(5)通過線圈引線(4)與高溫超導線圈(2)連接，所述電源控制模塊包括為高溫超導線圈(2)供電的第一直流電源和為加熱器(3)供電的第二直流電源，所述第二直流電源為加熱器(3)供電的回路中串接有固態繼電器(6)，固態繼電器(6)的信號輸入端與電壓比較電路(5)的信號輸出端相接。2.按照權利要求1所述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述高溫超導線圈(2)的兩端連接有兩端接口Pl，所述第一直流電源的正極與所述兩端接口Pl的第I管腳相接，所述第一直流電源的負極與所述兩端接口 Pl的第2管腳相接，高溫超導線圈(2)上設置有至少三條線圈引線(4)。3.按照權利要求2所述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述電壓比較電路(5)包括可變電阻Rl、可變電阻R2、滑動電阻R3和運放Ul，運放Ul的同相輸入端與滑動電阻R3的滑動端相接，滑動電阻R3的一個固定端經可變電阻Rl與高溫超導線圈(2)上一條線圈引線(4)相接，滑動電阻R3的另一個固定端經可變電阻R2與高溫超導線圈(2)上另一條線圈引線(4)相接，運放Ul的反相輸入端與高溫超導線圈(2)上另第三條線圈引線(4)相接。4.按照權利要求3所述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:兩個所述加熱器(3)結構相同且均為鱗片式加熱器，所述鱗片式加熱器包括多個鱗片(10)和兩個分別安裝在多個鱗片(10)外側兩端上的聚酯片(8)，以及安裝兩個聚酯片(8)之間的加熱絲(9)，兩個所述加熱器(3)中的加熱絲(9)并聯連接。5.按照權利要求4所述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述固態繼電器(6)為直流固態繼電器Kl，所述直流固態繼電器Kl的IN+端與運放Ul的輸出端相接，直流固態繼電器Kl的IN-端接地，兩端接口 P2的第I管腳與并聯連接的兩個所述加熱絲(9)的一個連接端相接，并聯連接的兩個所述加熱絲(9)的另一個連接端與直流固態繼電器Kl的OUT-端相接，兩端接口 P2的第2管腳與直流固態繼電器Kl的OUT+端相接。6.按照權利要求5所述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:所述第二直流電源為24V直流電源，24V直流電源的正極與所述兩端接口 P2的第2管腳相接，24V直流電源的負極與所述兩端接口 P2的第I管腳相接。7.按照權利要求4所述的一種高溫超導磁體失超保護裝置，其特征在于:兩個所述鱗片式加熱器中的一個與骨架(I)的一端固定連接，兩個所述鱗片式加熱器中的另一個與骨架(I)的另一端活動連接。
【文檔編號】H01F6/00GK205610204SQ201620321553
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月16日
【發明人】葛正福, 李超, 孫星瑞, 常軍喜, 楊世杰, 杜社軍
【申請人】西安聚能超導磁體科技有限公司