CN110957130A - 一种超导线圈的绕制方法及超导磁体 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种超导线圈的绕制方法及超导磁体，其中方法包括：获取待绕制线圈和超导带材的宽度；计算预置宽度区间，预置宽度区间为根据超导带材的宽度计算得到；将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；根据比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式。本申请根据待绕制线圈的宽度来选择绕制的方式，解决了现有没有考虑线圈的宽度选择绕制方式而导致超导线圈烧毁的技术问题。

Description

一种超导线圈的绕制方法及超导磁体
技术领域
本申请涉及超导技术领域，尤其涉及一种超导线圈的绕制方法及超导磁体。
背景技术
第二代高温超导带材是组成高温超导线圈的主要材料。由第二代高温超导带材绕制而成的高温超导线圈因有着更高的临界电流密度和更优异的磁场特性而被广泛应用于限流器、储能器、大功率发电机等工业产品。
现有高温超导线圈一般采用双饼绕制方式或者采用螺线管绕制方式绕制而成。双饼绕制方式，对于宽度较大的线圈，需要非常多的超导接头，使用时一旦出现超导接头电阻过大的问题，超导线圈容易被烧毁。螺线管绕制方式对于宽度较小的线圈，绕制难度大大增加，如果绕制过程中出现问题，也会导致超导线圈在使用时烧毁。
发明内容
本申请提供了一种超导线圈的绕制方法及超导磁体，用于解决了现有没有考虑线圈的宽度选择绕制方式而导致超导线圈烧毁的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种超导线圈的绕制方法，包括：
获取待绕制线圈和超导带材的宽度；
计算预置宽度区间，所述预置宽度区间为根据所述超导带材的宽度计算得到；
将所述待绕制线圈的宽度分别与所述预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；
根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式。
可选地，所述预置宽度区间的上限值为所述超导带材的宽度的第一整数倍；
所述预置宽度区间的下限值为所述超导带材的宽度的第二整数倍。
可选地，所述第一整数倍包括10～15倍。
可选地，所述第二整数倍包括4～6倍。
可选地，所述预置的比较结果与绕制方式的对应关系包括：
所述待绕制线圈的宽度小于所述预置宽度区间的下限值时，绕制方式为双饼绕制方式；
所述待绕制线圈的宽度不小于所述预置宽度区间的下限值，且不大于所述预置宽度区间的上限值时，绕制方式为所述双饼绕制方式或螺线管绕制方式；
所述待绕制线圈的宽度大于所述预置宽度区间的上限值时，绕制方式为所述螺线管绕制方式。
可选地，所述根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式具体包括：
若所述比较结果为所述待绕制线圈的宽度小于所述预置宽度区间的下限值，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式为所述双饼绕制方式。
可选地，所述根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式具体包括：
若所述比较结果为所述待绕制线圈的宽度不小于所述预置宽度区间的下限值，且不大于所述预置宽度区间的上限值时，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式为所述双饼绕制方式或所述螺线管绕制方式。
可选地，所述根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式具体包括：
若所述比较结果为所述待绕制线圈的宽度大于所述预置宽度区间的上限值，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式为所述螺线管绕制方式。
本申请第二方面提供了一种超导磁体，包括多个超导线圈，所述超导线圈为通过本申请第一方面中任一项所述的超导线圈的绕制方法所绕制而成。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请公开了一种超导线圈的绕制方法，包括以下步骤：获取待绕制线圈和超导带材的宽度；计算预置宽度区间，预置宽度区间为根据超导带材的宽度计算得到；将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；根据比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式。
本申请先获取待绕制线圈和超导带材的宽度，利用获取到的超导带材的宽度计算预置宽度区间，再将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式，本申请根据待绕制线圈的宽度来选择绕制的方式，解决了现有技术中没有考虑线圈的宽度选择绕制方式而导致超导线圈烧毁的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种超导线圈的绕制方法的第一实施例的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种超导线圈的绕制方法的第二实施例的流程示意图。
具体实施方式
超导磁体是由超导线圈组成的电磁体，现有的超导磁体都是由采用双饼绕制方式绕制而成的超导线圈组成或者采用螺线管绕制方式绕制而成的超导线圈组成。但是组成超导磁体的每个超导线圈的宽度规格参差不齐，有些超导线圈的宽度较小，有的超导线圈的宽度较大，现有的对于同一个超导磁体中的超导线圈都只采用一种绕制方式，对于宽度较大的超导线圈，如果采用双饼绕制方式进行绕制，则需要制作非常多的超导接头，对接头技术要求非常高，且制作风险较大，一旦出现接头电阻过大的问题，磁体会有烧毁的风险；同时，对于闭环运行的磁体，例如高温超导磁共振磁体，多个双饼绕制后接头电阻过大会增加了电源的压力。而对于宽度较小的超导线圈，如果采用螺线管绕制方式进行绕制，绕制难度会大大增加，绕制过程出现问题，就会导致线圈烧毁。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种超导线圈的绕制方法，用于解决现有没有考虑线圈的宽度选择绕制方式而导致超导线圈烧毁的技术问题。
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例提供了一种超导线圈的绕制方法，包括：
步骤101、获取待绕制线圈和超导带材的宽度。
需要说明的是，一个超导磁体一般包含有多个超导线圈，且线圈的宽度规格参差不齐，有的线圈的宽度比较大，有的线圈的宽度比较小，因此，本实施例在绕制用于制作超导磁体的线圈前，需要根据实际的应用，获取待绕制线圈的宽度值，以便后续的比较。且，在生产制造超导材料的过程中，为了适应各种应用的要求，超导材料分有膜材(薄膜、厚膜)、块材、线材和带材等类型，而带材的宽度因通流能力和工作环境的需要，设置有多种宽度尺寸，因此，在绕制前还要获取超导带材的宽度。
步骤102、计算预置宽度区间，预置宽度区间为根据超导带材的宽度计算得到。
需要说明的是，在绕制前，还要先计算出预置宽度区间，预置宽度区间的上限值与下限值均是根据超导带材的宽度计算得到的，预置宽度区间的上限值与下限值可以与超导带材的宽度成倍数关系。
步骤103、将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果。
需要说明的是，在获取待绕制线圈的宽度大小和计算出预置宽度区间后，需要将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果。
步骤104、根据比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式。
需要说明的是，根据上述将待绕制线圈分别与预置宽度区间的上限值与下限值进行比较得出的比较结果，结合事先设置好的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式。
本申请先获取待绕制线圈和超导带材的宽度，利用获取到的超导带材的宽度计算预置宽度区间，再将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式，本申请根据待绕制线圈的宽度来选择绕制的方式，解决了现有技术中没有考虑线圈的宽度选择绕制方式而导致超导线圈烧毁的技术问题。
以上为本申请提供的一种超导线圈的绕制方法的第一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种超导线圈的绕制方法的第二个实施例的详细说明。
请参阅图2，本申请实施例提供了一种超导线圈的绕制方法，包括：
步骤201、获取待绕制线圈和超导带材的宽度。
步骤202、计算预置宽度区间，预置宽度区间的上限值为超导带材的宽度的第一整数倍，预置宽度区间的下限值为超导带材的宽度的第二整数倍。
可选地，预置宽度区间的上限值包括超导带材的宽度的10～15倍，预置宽度区间的下限值包括超导带材的宽度的4～6倍。
步骤203、将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果。
步骤204、获取预置的比较结果与绕制方式的对应关系，对应关系包括:待绕制线圈的宽度小于预置宽度区间的下限值时，绕制方式为双饼绕制方式；待绕制线圈的宽度不小于预置宽度区间的下限值，且不大于预置宽度区间的上限值时，绕制方式为双饼绕制方式或螺线管绕制方式；待绕制线圈的宽度大于预置宽度区间的上限值时，绕制方式为螺线管绕制方式。
需要说明的是，双饼绕制方式绕制而成的超导磁体一般是由叠加的双带绕成双饼线圈串并联组合而成，从其起绕端开始数起，奇数饼称为“反饼”，导线由外向里绕制，偶数饼称为“正饼”，导线由里向外绕制。
步骤205、根据比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式。
可选地，若比较结果为待绕制线圈的宽度小于预置宽度区间的下限值，结合事先获取的预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式为双饼绕制方式。
需要说明的是，当比较结果为待绕制线圈的宽度小于预置宽度区间的下限值时，说明待绕制线圈的宽度比较小，采用双饼绕制方式进行绕制，需要的超导接头数量比较少，而采用螺线管绕制方式进行绕制，难度会比较大，容易导致线圈烧毁，因此，应当采用双饼绕制方式进行绕制。
可选地，若比较结果为待绕制线圈的宽度不小于预置宽度区间的下限值，且不大于预置宽度区间的上限值时，结合事先获取的预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式为双饼绕制方式或螺线管绕制方式。
需要说明的是，当待绕制线圈的宽度在预置宽度区间内时，说明待绕制线圈的宽度不会太大也不会太小，采用双饼绕制方式进行绕制的话，需要的超导接头数量比较适中，避免了由于接头电阻过大而使线圈烧毁，采用螺线管绕制方式进行绕制时，绕制难度相对较小，降低了绕制过程出现问题的可能性。
可选地，若比较结果为待绕制线圈的宽度大于预置宽度区间的上限值，结合事先获取的预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式为螺线管绕制方式。
需要说明的是，当比较结果为待绕制线圈的宽度大于预置宽度区间的上限值，说明待绕制线圈的宽度很大，如果采用双饼绕制方式进行绕制，则需要很多的超导接头，不但增加了电源的压力，还容易导致超导线圈烧毁，因此，应当采用螺线管绕制方式进行绕制。
本申请根据超导线圈的宽度而选择不同的绕制方式，也就是说，组成同一个超导磁体的每个线圈的绕制方式可以是不同的，从而解决了由于采用双饼绕制方式出现接头过多或者采用螺线管绕制方式导致绕制难度增加，而使线圈烧毁的问题。
本申请先获取待绕制线圈和超导带材的宽度，利用获取到的超导带材的宽度计算预置宽度区间，再将待绕制线圈的宽度分别与预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定待绕制线圈的绕制方式，本申请根据待绕制线圈的宽度来选择绕制的方式，解决了现有技术中没有考虑线圈的宽度选择绕制方式而导致超导线圈烧毁的技术问题。
以上为本申请提供的一种超导线圈的绕制方法的第二个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种超导磁体。
本申请中的超导磁体，包括多个超导线圈，每个超导线圈为通过本申请第一实施例或第二实施例所述的任一种超导线圈的绕制方法所绕制而成。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种超导线圈的绕制方法，其特征在于，包括：
获取待绕制线圈和超导带材的宽度；
计算预置宽度区间，所述预置宽度区间为根据所述超导带材的宽度计算得到；
将所述待绕制线圈的宽度分别与所述预置宽度区间的上限值和下限值进行比较，得到比较结果；
根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式。
2.根据权利要求1所述的超导线圈的绕制方法，其特征在于，所述预置宽度区间的上限值为所述超导带材的宽度的第一整数倍；
所述预置宽度区间的下限值为所述超导带材的宽度的第二整数倍。
3.根据权利要求2所述的超导线圈的绕制方法，其特征在于，所述第一整数倍包括10～15倍。
4.根据权利要求2所述的超导线圈的绕制方法，其特征在于，所述第二整数倍包括4～6倍。
5.根据权利要求1所述的超导线圈的绕制方法，其特征在于，所述预置的比较结果与绕制方式的对应关系包括：
所述待绕制线圈的宽度小于所述预置宽度区间的下限值时，绕制方式为双饼绕制方式；
所述待绕制线圈的宽度不小于所述预置宽度区间的下限值，且不大于所述预置宽度区间的上限值时，绕制方式为所述双饼绕制方式或螺线管绕制方式；
所述待绕制线圈的宽度大于所述预置宽度区间的上限值时，绕制方式为所述螺线管绕制方式。
6.根据权利要求5所述的超导线圈的绕制方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式具体包括：
若所述比较结果为所述待绕制线圈的宽度小于所述预置宽度区间的下限值，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式为所述双饼绕制方式。
7.根据权利要求5所述的超导线圈的绕制方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式具体包括：
若所述比较结果为所述待绕制线圈的宽度不小于所述预置宽度区间的下限值，且不大于所述预置宽度区间的上限值时，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式为所述双饼绕制方式或所述螺线管绕制方式。
8.根据权利要求5所述的超导线圈的绕制方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式具体包括：
若所述比较结果为所述待绕制线圈的宽度大于所述预置宽度区间的上限值，结合预置的比较结果与绕制方式的对应关系，确定所述待绕制线圈的绕制方式为所述螺线管绕制方式。
9.一种超导磁体，其特征在于，包括多个超导线圈，所述超导线圈为通过权利要求1-8任一项所述的超导线圈的绕制方法所绕制而成。
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