Método de bobinado de la bobina superconductora
Descripción general
 Bale apilamiento de bobinado método valle de bobinado y se convierte en diámetro exterior Kumiai' el hilo superconductor es pequeña, también se convierte en disposición estable de cada otro cable superconductor. Sin embargo, debido a que la sección transversal cruza el cable superconductor, localmente se vuelve altamente adherente, la resistencia a la fricción es grande y el calor generado intensamente. El 1A material de baja resistencia para eliminar esta resistencia de fricción, configurado para agregar sólo parte del muslo del número total de capas, para evitar la aparición de bobina superconductora acumulación de calor por fricción de una alta densidad de corriente. ] En la parte del devanado de la bobina superconductora, el cable superconductor de la parte de la base se mueve debido a la distorsión por contracción térmica y al estrés electromagnético y genera calor. El que o resto un exotérmica, incluso si la resistencia de fricción en movimiento alambre superconductor pequeño puso sustancia no genera calor, es posible eliminar el calor generado.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de bobinado de una bobina superconductora enrollada utilizando un hilo superconductor.
Antecedentes de la técnica
Superconductores arrollamientos de la bobina, la bobina superconductora de bobina para la fabricación de bobina superconductora, el cable superconductor bobinas de arrollamiento de un cable superconductor, se compone de un dispositivo de tensión hacia atrás tensar la varilla de alambre, la bobina superconductora se enrolla densamente firmemente apretada . Cuando arrollamiento del cable superconductor, hay un gran problema que no puede ser exhibida como un rendimiento esencial pensar bobina superconductora de probabilidades es perturbado por terminar. Este método de bobinado de impedir la perturbación de la JP 60 117 605 JP han propuesto un método de suprimir la agitación térmica debido a la fricción generada en la bobina mediante la participación de lámina de polímero a través de la capa de bobina inferior se ha propuesto. De acuerdo con la Publicación Japonesa No Examinada de Modelo de Utilidad No. 60 18512, un método de la bobina de la herida mediante la inserción de una lámina de aislamiento que tiene una pluralidad de orificios finos en la capa de la bobina, tanto realizar la alineación procedimiento de bobinado para el bobinado sobre la hoja Ahí Sin embargo, el alambre es en el caso de alambre redondo, y la hinchazón del espesor de la lámina por la inserción de la hoja, el diámetro exterior del alambre es engrosamiento enrolla completamente superponen. Por esta razón, se generan muchos huecos, lo que resulta en una gran desventaja de convertirse en una bobina superconductora de baja densidad.
Tarea de solución
devanados bobina superconductora utilizando un alambre redondo convencional está enrollando la capas de arrollamiento colocan una lámina aislante o similar con el fin de eliminar la perturbación del devanado. Si muchos materiales que no sean el cable superconductor se enredan como esta hoja, el diámetro exterior del devanado se vuelve grueso. Esto reduce la densidad de corriente de la bobina. Además, si la lámina se coloca entre las capas, la resistencia a la fricción se vuelve pequeña y el devanado se vuelve más fácil de mover más de lo necesario. Para eliminar este movimiento, se realiza un método de fijación mediante el uso de impregnación de resina. Sin embargo, en la parte de bobinado que contiene la lámina, el agente de impregnación de resina no fluye en cada esquina de la parte de bobinado debido a la lámina. Además, hay muchos problemas, como el deterioro del escape de calor generado dentro de la bobina.
Para resolver estos problemas, hay un método de enrollamiento de apilamiento de pacas usando un alambre redondo. En este método de devanado de apilamiento de pacas, el diámetro exterior de la bobina disminuye de manera eficiente en combinación con los valles del alambre, y se forma una bobina de alta densidad. Sin embargo, la unidad de bobinado está en una capa de la capa y el devanado superior de la porción inferior de bobinado se genera sobre el ángulo de bobinado es diferente para cada uno de volumen por una capa. La parte de planeo, con el hilo en la bobina se somete a una alta tensión continua, el cable superconductor superior se enrolla alrededor del valle del devanado inferior las capas herida desde el valle a la superconductor inferior ascendente Cruza la línea oblicuamente e ingresa al siguiente valle. Este estado se repite para cada volumen. Es decir, esta porción Watari fácilmente fuerte fuerza de contacto muy alto cruzó resistencia a la fricción con otros cables que se sientan de enfriamiento altamente volátil y estrés electromagnético que reciben directamente temple superconductor línea de movimiento (fractura superconductor) . Por lo tanto, se lleva a cabo un método de bobinado para aplicar una fuerte tensión y minimizar el espacio entre los alambres durante el bobinado. Además, use un saturante de resina para no moverse por completo. Sin embargo, la cantidad de la resina que entra en el serpentín interior es muy difícil asegurar el espesor de superar el estrés electromagnético cantidad mínima, movimiento agrietado impregnante resina hilo superconductor, los problemas graves exotérmica a inactivó con el calor Había.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para enrollar una bobina superconductora de alta densidad, tamaño pequeño y alta eficiencia reduciendo el movimiento del cable superconductor.
Solución
Superconductores bobina, cuando el método de la bala de apilamiento de bobinado usando un alambre redondo, la unidad de bobinado está construido valle de enrollado de la varilla de alambre se estabilizó I eficientemente combinado. Además, el diámetro exterior del devanado de la bobina se hace más pequeño, y se puede formar una bobina de alta densidad. Sin embargo, el ángulo al que avanza el cable superconductor al enrollar varía para cada capa, y una parte ocurre cada turno. Esta parte se cruza con una fuerte fuerza de contacto y la resistencia a la fricción es muy alta. Además, la porción de Watari de hilo superconductor de una posición de acoplamiento de manera superpuesta es inestable, el cable superconductor se mueve mientras se frota la exotermia se concentró, el resultante se inactivó con el calor. Cuando se utiliza un medio de poner el sustancias pequeños resistencia de fricción para reducir la resistencia de fricción a esta partes Watari, generación de calor no se produce superconductor rendimiento bobina se puede mejorar.
Para mejorar el rendimiento de la bobina superconductora, es necesario eliminar la generación del calor de fricción del cable superconductor. Cuando se excita la bobina superconductora, se generan brechas debido a la distorsión por contracción del calor debido al enfriamiento en la parte de bobinado y la parte de acoplamiento. Además, se aplica tensión electromagnética y el calor se genera moviendo el calor de fricción, lo que produce un enfriamiento rápido. Por lo tanto, en forma de calor de fricción, incluso cuando no se produce un ligero movimiento en la porción de Watari, sólo la parte similar a una lámina de Watari, por ejemplo, devanados de poner material polimérico por una capa por capa. Esto actúa para que la generación de calor no se produzca incluso si el alambre superconductor se frota. Por lo tanto, no se genera calor de fricción en la porción de devanado de la bobina superconductora, y la bobina superconductora se puede excitar de manera eficiente. Es decir, hay un efecto para mejorar el rendimiento de la bobina superconductora.
Las realizaciones de la presente invención se muestran en las Figuras 1, 2 y 3. La Figura 1 es una realización de la presente invención, muestra el estado de devanado de la bobina superconductora de bobinado B usando alambre redondo, siempre una capa de la capa y el devanado superior del devanado inferior, a lo largo El cable superconductor 1 se enrolla mientras se superpone en forma de punto X a través de la parte A ° E °. Los detalles de esta parte se muestran en las figuras 2 y 3. El cable superconductor 1 en el bobinado se enrolla mientras se somete a una fuerte tensión. Desde el valle del alambre superconductor 1X y 2X de la capa inferior de bobinado, se elevan a través de un ángulo A ° C °, a través del cable superconductor en el vértice C °, los devanados de la caída siguiente valle 2X y 3X sobre un C angular ° ° E Regresar a la posición Esto se repite para enrollar la bobina. Este fenómeno se produce en el número total de vueltas de todas las capas, y el ángulo C ° del vértice que contacta con la parte de golpeo está sometido a una fuerte fuerza de adhesión. Cuando el cable superconductor se mueve en este estado, la resistencia a la fricción es grande y el calor de fricción se concentra y se destruye el estado superconductor. La porción del ángulo de deslizamiento, la resistencia de fricción de material 1A fricción menor añadir a la gama del ángulo A ° B ° resistencia es muy pequeña, se encontró que el rendimiento de bobina superconductora se mejora en gran medida. La bobina superconductora se fabrica a una temperatura de temperatura ambiente, y la temperatura que se utilizará es extremadamente baja, de 4,2 K. Bajo estas condiciones, la tensión de contracción térmica y el estrés electromagnético debido a la excitación no pueden evitarse. Un método para eliminar el movimiento de este cable superconductor es un método de impregnación de resina. Para llevar a cabo el método de impregnación de resina sobre resina impregnante van a través, además a refrigerar el estrés electromagnético no se produce incluso grietas sometidas a cualquier condición esencial. Sin embargo, es una condición indispensable que el bobinado se realice aplicando una fuerte tensión para no generar un hueco en el bobinado. Por lo tanto, se descubrió que la cantidad de resina impregnante que debía contenerse era extremadamente pequeña y era difícil resistir el estrés de este contenido. Además, también se descubrió que el escape de calor generado en el interior era deficiente y el efecto de enfriamiento se redujo en gran medida. Es decir, la parte de arrollamiento de la bobina superconductora se mueve en sincronismo con la intensidad de la brecha debido estrés electromagnético entre la excitación debido a la tensión de contracción por calor, a través de la pequeña resistencia material de fricción se mueve el alambre superconductor, calor de fricción es el cable superconductor Descubrí que era bueno no unirme.
El cable superconductor de la relación de cobre 3 en 1,5 mm de diámetro exterior que utiliza este método de bobinado, la longitud de la bobina de la bobina 250 mm, el diámetro de ovillo barril 100 mm, bobinado número de la capa 25 capas, la tensión en el devanado Se añadió continuamente a 15 kgf para producir # 1 # 3 tres tipos de bobinas. La bobina del n. ° 1 es un método de bobinado de apilamiento de fardos. La bobina del n. ° 2 es un método de bobinado en el cual los asientos Kapton se agregan una capa más solo en la parte de la paja mediante el método de enrollar una paca. La bobina del n. ° 3 es un método de devanado de bobina en el que se coloca la hoja de Kapton en el número total de capas. Se realizaron pruebas de comparación de rendimiento en estos. En la bobina enrollada por el método de bobinado de carga de pacas n. ° 1, el diámetro exterior del devanado era de aproximadamente 156 mm y el número de bobinado era 4010. Confirmé que esta parte del tiempo no se convirtió en una línea recta sino que se movió oblicuamente. También se confirmó que la parte transzonal se convexía localmente y los devanados estaban desordenados. En el método n. ° 2, el diámetro exterior del devanado era de aproximadamente 157,5 mm y el número de cuerda era 4020. El diámetro de la bobina se hizo más grueso por el grosor de la parte de la lámina Kapton de 50 μt. También confirmó que la redondez ocurre sin sobresalir localmente como # 1. Además, también confirmamos que la resistencia a la fricción es muy pequeña y el cable superconductor en espiral se mueve suavemente en la dirección axial. método de # 3 de enrollamiento, un método de bobinado de la bobina que contiene la hoja de Kapton a número de capa línea de volumen conjunto, el número de vueltas aproximadamente a 180 mm de bobinado diámetro exterior era de 4023. Envoltura de cable superconductor convenientemente para eliminar el hueco entre los devanados mueve en la hoja de Kapton suavemente en la dirección axial, se confirmó que se hace mayor el número de vueltas de entre más. El diámetro exterior del devanado era de aproximadamente 180 mm y el diámetro exterior del devanado era grande, pero era casi un círculo perfecto. Para estos tres tipos de bobinas, se realizaron cinco capas de bobinado con alambre de acero inoxidable SUS 304 de 2 mm. A continuación, la prueba de excitación se llevó a cabo mediante enfriamiento por inmersión con helio líquido. Como resultado, se evaluó en función del porcentaje de las características cortas superconductoras en la curva de carga de la bobina. Como resultado, # 1 bobina, parecía movimientos porción Watari de alambre superconductor están sucediendo bruscamente, la forma de onda de tensión generada por la bobina, una gran amplitud de forma de onda se produce de forma continua. El valor característico también fue 43 57% y se requirieron ocho pruebas de excitación. En la bobina n. ° 2, mostró un 95% en la primera prueba de excitación y alcanzó un valor característico casi corto con dos excitaciones. En comparación con la bobina del n. ° 1, la forma de onda del voltaje en ese momento tenía una pequeña amplitud de menos de la mitad. Tres pruebas de excitación alcanzaron el valor máximo de la muestra corta por completo. Se cree que el cable superconductor en la parte transzonal realiza contracción y movimiento de calor de acuerdo con la tensión electromagnética de manera que la generación de calor de la pieza es pequeña. # 3 de la bobina, un método de bobinado de la bobina que contiene la hoja de Kapton a número de capa línea de volumen conjunto, con el diámetro exterior de enrollamiento de aproximadamente 180 mm, la expansión de la herida es grande pero casi un círculo perfecto, la brecha de bajo número de vueltas capas Densidad El cable superconductor fue fácil de mover debido a la contracción térmica debido a la baja temperatura y al estrés electromagnético, y mostró grandes características de dispersión de 33% 67%. Como método para mejorar el rendimiento de la bobina superconductora, es concebible impregnar con una resina. Para infiltrar el saturante de resina en cada esquina, inserte una dirección circunferencial utilizando una pluralidad de hojas de ancho pequeño. Al usar este método de enrollamiento, se puede producir una bobina impregnada efectivamente.
Efecto de la invención
bobina superconductora que se fabrica por el método de bobinado de apilamiento de pacas usando un alambre redondo, el cable superconductor de las partes de conexión por la contracción térmica y la fuerza electromagnética genera el calor se mueve. Por cable superconductor de los devanados parciales Watari putting pequeña resistencia material de fricción en movimiento, se puede eliminar el calor generado desde la parte de deslizamiento, un efecto de mejorar el rendimiento de la bobina superconductora. bobinas superconductoras fabricados utilizando bobina superconductora método de la presente invención también cable superconductor está moviendo aplica tensión de contracción Watari parte de calor y el estrés bobinado electromagnético, no se produce generación de calor en el interior del devanado de moverse suavemente.
Breve descripción de los dibujos
vista explicativa que muestra una posición para poner la hoja en parte Watari de alambre superconductor en una forma de realización de la Fig. 1 la invención.
La figura 2 es una vista explicativa que muestra una situación en la que una sustancia que tiene una pequeña resistencia a la fricción se pone en una porción de montante de una realización de la presente invención.
La figura 3 es una vista explicativa que muestra una situación en la que el hilo superconductor se mueve en una parte de la realización de la presente invención.
1 ... devanado de la bobina parte en el cable superconductor, 1A ... pequeño sustancia resistencia a la fricción, 1X, 2X, 3X alambre ... superconductor, A °, el ángulo B °, C °, D °, E ° ... porción Watari de alambre superconductor , B ... bobina de bobina superconductora, electrodo PL1, PL2 ...
Reclamo
En la reivindicación 1, la etapa de superconductor de la bobina de alambre y enrollar los alambres superconductores del alambre superconductor girando apilamiento de pacas alrededor de la bobina para la fabricación de una bobina superconductora, la sustancias más pequeñas resistencia a la fricción en una posición de bobinado porción Watari de la bobina superconductora Y enrollando la bobina superconductora enrollando la bobina superconductora.
En la etapa del bobinado con la reivindicación 2 superconductores de bobinas de alambre y superconductores cables la herida alambre superconductor en el carrete de bobina para la fabricación de una bobina superconductora, colocado dividiendo la resistencia a la fricción sustancia más pequeño para las capas de arrollamiento de los arrollamientos de la bobina superconductora Devanando la bobina superconductora de una manera sinuosa.
En la reivindicación 3 según la reivindicación 1 o 2, para poner superpuesta pequeño sustancia resistencia a la fricción, el método de la bobina superconductora de deslizamiento del material más pequeño junto con la resistencia de fricción de arrollamiento.
En la reivindicación 4 de la reivindicación 1, 2 o 3, un pequeño material de resistencia a la fricción de relleno, hoja de Kapton, el material de teflón, material de lámina de mylar, material de Nomex, material de FRP, papel, fibras de vidrio, y se presiona impregnado con resina Un método de bobinado de una bobina superconductora que es una de telas.
En pequeñas sustancia aislante resistencia a la fricción que se inserta en las capas de la herida de arrollamientos de la bobina reivindicación 5 superconductores, una porción central de la pequeña material de dicha resistencia a la fricción se espaciador configurado en una estructura de tres capas con una excelente conductividad térmica material de Un método de bobinado de la bobina superconductora.
Según la reivindicación 6 según la reivindicación 5, los separadores construidos en una estructura de tres capas con una excelente conductividad material térmico, y aluminio y sus aleaciones, cobre y sus aleaciones, plata y aleación de los mismos en el centro, el material aislante exterior Un método para enrollar una bobina superconductora usando un espaciador cubierto con una bobina.
En la reivindicación 7 de la reivindicación 2, 3, 4, 5 o 6, un método de bobinado de un superconductores devanados de bobina colocados en porciones durante un resistencia de fricción pequeño sustancia.
Según la reivindicación 8, según la reivindicación 3, 4, 5, 6 o 7, un método de arrollamiento de los arrollamientos de bobina superconductora colocados en la porción y parte plegada sobre una resistencia de fricción pequeño sustancia.
Dibujo :
Application number :1994-005417
Inventors :株式会社日立製作所
Original Assignee :鈴木保夫、冨中利治