CN113903591B - 一种零磁通线圈的绕制方法及零磁通线圈 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种零磁通线圈的绕制方法及零磁通线圈，本发明采用两根绕线分别进行上线圈和下线圈的绕制，且上线圈和下线圈均设置为上下回路的双层线圈，能够为磁悬浮列车提供波动范围较小的悬浮力，以使磁悬浮列车的行驶更加稳定，同时双层线圈相比于单层线圈更加节省安装空间；且采用上线圈和下线圈的出线头共同组合作为铰接头，无需额外引入铰链头，从根本上避免了因零磁通线圈和铰链头之间存在接头而导致的加快壳体老化问题。

Description

一种零磁通线圈的绕制方法及零磁通线圈
技术领域
本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种零磁通线圈的绕制方法及零磁通线圈。
背景技术
磁悬浮轨道交通系统中，零磁通线圈也叫八字线圈，零磁通线圈为列车提供悬浮力和导向力。安装于轨道梁两侧的零磁通线圈通过铰链线相连。当列车发生横向偏移时，由于轨道两侧零磁通线圈中电流的变化，铰链线中的电流也发生相应变化，导致零磁通线圈的导向刚度会发生变化，从而使列车始终保持在轨道两侧零磁通线圈的中心位置。
对于工作在真空环境中的零磁通线圈，当有超导磁体掠过零磁通线圈时，零磁通线圈在正常工作之余还会由于其自身的材料属性而产生热量。在真空环境下，零磁通线圈的热量难以散出去，久而久之，零磁通线圈壳体(通常由环氧树脂浇注而成)会发生老化失去作用，进而导致零磁通线圈不能正常工作。
目前的零磁通线圈与铰链线之间都设置有铰链头，用于连接零磁通线圈和铰链线。铰链头的一端与零磁通线圈的中间部位相连，另一端与铰链线相连，形成两个连接接头，而铰链头与零磁通线圈的接头连接形式会直接影响零磁通线圈的发热情况。现有的铰链头与零磁通线圈之间一般采用焊接、铆接或者螺栓连接。但焊接形式的接头处电阻往往较大，零磁通线圈正常工作时接头处往往温升最快，导致接头处壳体材料老化也最快，从而进一步缩短了零磁通线圈的使用寿命。铆接或者螺栓连接的接头处同样会有较大的接触电阻，使接头处温升最快，导致接头处壳体材料老化也最快，从而进一步缩短了零磁通线圈的使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种零磁通线圈的绕制方法及零磁通线圈，能够解决现有技术中由于零磁通线圈与铰链头相连导致的壳体老化加快，从而缩短零磁通线圈使用寿命的技术问题。
根据本发明的一方面，提供了一种零磁通线圈的绕制方法，所述方法包括：
根据零磁通线圈的预设尺寸和第一预设匝数确定上线圈的绕线的总长度，根据零磁通线圈的预设尺寸和第二预设匝数确定下线圈的绕线的总长度；
根据预设尺寸将上线圈的绕线预留的预设长度的绕线绕制半圈作为下线圈的上回路最外层一匝，同时弯折预留的绕线的端部作为第一出线头；
根据预设尺寸和第一预设匝数将上线圈的绕线中除预留的预设长度的绕线以外的绕线由外向内绕制得到上线圈的上回路，然后在靠近下线圈的一侧将绕线弯折至上线圈的下回路，并根据预设尺寸和第一预设匝数由内向外绕制得到上线圈的下回路；
根据预设尺寸将绕制上线圈的上回路和上线圈的下回路之后剩余的绕线绕制半圈作为下线圈的下回路最外层一匝，同时弯折剩余的绕线的端部作为第二出线头；
弯折下线圈的绕线的端部作为第三出线头；
根据预设尺寸和第二预设匝数将下线圈的绕线中除弯折的绕线以外的绕线从第一出线头处开始由外向内绕制得到下线圈的上回路，然后在靠近上线圈的一侧将绕线弯折至下线圈的下回路，并根据预设尺寸和第二预设匝数由内向外绕制得到下线圈的下回路；
将绕制下线圈的上回路和下线圈的下回路之后剩余的绕线从第二出线头处弯折作为第四出线头；
将上线圈和下线圈进行组合得到零磁通线圈，零磁通线圈的第一出线头和第三出线头共同组成第一铰链头，第二出线头和第四出线头共同组成第二铰链头；
其中，第二预设匝数比第一预设匝数少一匝。
优选的，所述在靠近下线圈的一侧将绕线弯折至上线圈的下回路包括：在靠近下线圈的一侧的中间处将绕线以S形弯折至上线圈的下回路。
优选的，所述在靠近上线圈的一侧将绕线弯折至下线圈的下回路包括：在靠近上线圈的一侧的中间处将绕线以S形弯折至下线圈的下回路。
优选的，所述方法还包括：通过连接件将上线圈和下线圈绑紧。
优选的，所述连接件为捆扎带。
根据本发明的另一方面，提供了一种零磁通线圈，所述零磁通线圈采用上述的绕制方法绕制而成。
应用本发明的技术方案，采用两根绕线分别进行上线圈和下线圈的绕制，且上线圈和下线圈均设置为上下回路的双层线圈，能够为磁悬浮列车提供波动范围较小的悬浮力，以使磁悬浮列车的行驶更加稳定，同时双层线圈相比于单层线圈更加节省安装空间；且采用上线圈和下线圈的出线头共同组合作为铰接头，无需额外引入铰链头，从根本上避免了因零磁通线圈和铰链头之间存在接头而导致的加快壳体老化问题。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明一种实施例的零磁通线圈的绕制方法的流程图；
图2示出了根据本发明一种实施例的零磁通线圈的示意图；
图3示出了图2中零磁通线圈的上线圈的立体示意图；
图4示出了图2中零磁通线圈的上线圈的立体示意图；
图5示出了图2中零磁通线圈的上线圈的平面示意图；
图6示出了图2中零磁通线圈的下线圈的立体示意图；
图7示出了图2中零磁通线圈的下线圈的立体示意图；
图8示出了图2中零磁通线圈的下线圈的平面示意图；
图9示出了图2中零磁通线圈的上线圈和下线圈组合前的示意图；
图10示出了根据本发明一种实施例的轨道梁两侧零磁通线圈的连接示意图。
附图标记说明
1、上线圈的上回路； 2、上线圈的下回路； 3、上线圈的S形弯折；
4、第一出线头； 5、第二出线头； 6、下线圈的上回路；
7、下线圈的下回路； 8、下线圈的S形弯折； 9、第三出线头；
10、第四出线头； 11、第一铰链头； 12、第二铰链头；
13、铰链线。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1至图10所示，本发明提供了一种零磁通线圈的绕制方法，所述方法包括：
S1、根据零磁通线圈的预设尺寸和第一预设匝数确定上线圈的绕线的总长度，根据零磁通线圈的预设尺寸和第二预设匝数确定下线圈的绕线的总长度；
S2、根据预设尺寸将上线圈的绕线预留的预设长度的绕线绕制半圈作为下线圈的上回路6最外层一匝，同时弯折预留的绕线的端部作为第一出线头4；
S3、根据预设尺寸和第一预设匝数将上线圈的绕线中除预留的预设长度的绕线以外的绕线由外向内绕制得到上线圈的上回路1，然后在靠近下线圈的一侧将绕线弯折至上线圈的下回路2，并根据预设尺寸和第一预设匝数由内向外绕制得到上线圈的下回路2；
S4、根据预设尺寸将绕制上线圈的上回路1和上线圈的下回路2之后剩余的绕线绕制半圈作为下线圈的下回路7最外层一匝，同时弯折剩余的绕线的端部作为第二出线头5；
S5、弯折下线圈的绕线的端部作为第三出线头9；
S6、根据预设尺寸和第二预设匝数将下线圈的绕线中除弯折的绕线以外的绕线从第一出线头4处开始由外向内绕制得到下线圈的上回路6，然后在靠近上线圈的一侧将绕线弯折至下线圈的下回路7，并根据预设尺寸和第二预设匝数由内向外绕制得到下线圈的下回路7；
S7、将绕制下线圈的上回路6和下线圈的下回路7之后剩余的绕线从第二出线头5处弯折作为第四出线头10；
S8、将上线圈和下线圈进行组合得到零磁通线圈，零磁通线圈的第一出线头4和第三出线头9共同组成第一铰链头11，第二出线头5和第四出线头10共同组成第二铰链头12；
其中，第二预设匝数比第一预设匝数少一匝。
应用本发明的技术方案，采用两根绕线分别进行上线圈和下线圈的绕制，且上线圈和下线圈均设置为上下回路的双层线圈，能够为磁悬浮列车提供波动范围较小的悬浮力，以使磁悬浮列车的行驶更加稳定，同时双层线圈相比于单层线圈更加节省安装空间；且采用上线圈和下线圈的出线头共同组合作为铰接头，无需额外引入铰链头，从根本上避免了因零磁通线圈和铰链头之间存在接头而导致的加快壳体老化问题。
在本发明中，一根绕线绕制上线圈的上、下回路和下线圈的上、下回路的最外层一匝，另一根绕线绕制下线圈的上、下回路，然后将上线圈和下线圈进行组合，得到零磁通线圈。组合后，该零磁通线圈的第一出线头4和第三出线头9并在一起，共同组成零磁通线圈的第一铰链头11，第二出线头5和第四出线头10并在一起，共同组成零磁通线圈的第二铰链头12，从而使铰链头和零磁通线圈之间没有焊接点或者铆接压接点，从根本上避免了因零磁通线圈和铰链头之间存在接头而导致的加快壳体老化问题。在使用过程中，零磁通线圈安装在轨道梁的左右两侧，轨道梁左侧的零磁通线圈的第一铰接头11通过铰链线13与右侧的零磁通线圈的第一铰接头11相连，轨道梁左侧的零磁通线圈的第二铰接头12通过铰链线13与右侧的零磁通线圈的第二铰接头12相连，以实现左右两侧零磁通线圈的连接。
根据本发明的一种实施例，所述在靠近下线圈的一侧将绕线弯折至上线圈的下回路2包括：在靠近下线圈的一侧的中间处将绕线以S形弯折至上线圈的下回路2。
也就是说，在上线圈的上、下回路过渡的地方将绕线弯折呈S形状，以形成上线圈的S形弯折3，从而实现上线圈的上回路1到上线圈的下回路2的过渡，其中，上线圈的上、下回路过渡的地方为靠近下线圈的一侧的中间处。
根据本发明的一种实施例，所述在靠近上线圈的一侧将绕线弯折至下线圈的下回路7包括：在靠近上线圈的一侧的中间处将绕线以S形弯折至下线圈的下回路7。
也就是说，在下线圈的上、下回路过渡的地方将绕线弯折呈S形状，以形成下线圈的S形弯折8，从而实现下线圈的上回路6到下线圈的下回路7的过渡，其中，下线圈的上、下回路过渡的地方为靠近上线圈的一侧的中间处。
根据本发明的一种实施例，所述方法还包括：通过连接件将上线圈和下线圈绑紧，通过绑紧连接件的方式使上线圈和下线圈连接牢靠。
根据本发明的一种实施例，所述连接件为捆扎带。
本发明还提供了一种零磁通线圈，所述零磁通线圈采用上述的绕制方法绕制而成。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种零磁通线圈的绕制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据零磁通线圈的预设尺寸和第一预设匝数确定上线圈的绕线的总长度，根据零磁通线圈的预设尺寸和第二预设匝数确定下线圈的绕线的总长度；
根据预设尺寸将上线圈的绕线预留的预设长度的绕线绕制半圈作为下线圈的上回路最外层一匝，同时弯折预留的绕线的端部作为第一出线头；
根据预设尺寸和第一预设匝数将上线圈的绕线中除预留的预设长度的绕线以外的绕线由外向内绕制得到上线圈的上回路，然后在靠近下线圈的一侧将绕线弯折至上线圈的下回路，并根据预设尺寸和第一预设匝数由内向外绕制得到上线圈的下回路；
根据预设尺寸将绕制上线圈的上回路和上线圈的下回路之后剩余的绕线绕制半圈作为下线圈的下回路最外层一匝，同时弯折剩余的绕线的端部作为第二出线头；
弯折下线圈的绕线的端部作为第三出线头；
根据预设尺寸和第二预设匝数将下线圈的绕线中除弯折的绕线以外的绕线从第一出线头处开始由外向内绕制得到下线圈的上回路，然后在靠近上线圈的一侧将绕线弯折至下线圈的下回路，并根据预设尺寸和第二预设匝数由内向外绕制得到下线圈的下回路；
将绕制下线圈的上回路和下线圈的下回路之后剩余的绕线从第二出线头处弯折作为第四出线头；
将上线圈和下线圈进行组合得到零磁通线圈，零磁通线圈的第一出线头和第三出线头共同组成第一铰链头，第二出线头和第四出线头共同组成第二铰链头；
其中，第二预设匝数比第一预设匝数少一匝。
2.根据权利要求1所述的一种零磁通线圈的绕制方法，其特征在于，所述在靠近下线圈的一侧将绕线弯折至上线圈的下回路包括：在靠近下线圈的一侧的中间处将绕线以S形弯折至上线圈的下回路。
3.根据权利要求1所述的一种零磁通线圈的绕制方法，其特征在于，所述在靠近上线圈的一侧将绕线弯折至下线圈的下回路包括：在靠近上线圈的一侧的中间处将绕线以S形弯折至下线圈的下回路。
4.根据权利要求1所述的一种零磁通线圈的绕制方法，其特征在于，所述方法还包括：通过连接件将上线圈和下线圈绑紧。
5.根据权利要求4所述的一种零磁通线圈的绕制方法，其特征在于，所述连接件为捆扎带。
6.一种零磁通线圈，其特征在于，所述零磁通线圈采用权利要求1-5中任一项所述的绕制方法绕制而成。
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