專利名稱：高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，屬于測量、測試技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體在電機(jī)中作勵(lì)磁繞組，是高溫超導(dǎo)電機(jī)的一個(gè)主要部件。通常情況下，轉(zhuǎn)子上的若干超導(dǎo)磁體位于采用焊接方式形成的真空容器中，由于高溫超導(dǎo)材料的機(jī)械性能較差，在磁體的加工過程中，稍有不慎性能將大大下降，因此，在磁體安裝前應(yīng)對磁體的性能進(jìn)行試驗(yàn)，以確認(rèn)其在工作時(shí)能產(chǎn)生設(shè)計(jì)的氣隙磁場，避免因安裝了不合格的磁體而引起麻煩的返工。
臨界電流是衡量高溫超導(dǎo)磁體性能的主要技術(shù)參數(shù)，是其導(dǎo)熱性能、工藝過程、導(dǎo)線短樣性能等的綜合反映。由于高溫超導(dǎo)材料各向異性的特點(diǎn)，磁體的臨界電流不僅與其磁場大小有關(guān)，而且與磁場的分布有關(guān)。在電機(jī)中，由于定子鐵磁屏蔽的存在和其它磁體產(chǎn)生的磁場影響，磁體上的磁場分布，主要由電機(jī)的結(jié)構(gòu)和材料決定。對單個(gè)磁體的臨界電流進(jìn)行測量時(shí)，一定要使磁體上的磁場分布與在電機(jī)中的情況一樣；另一方面，磁體的臨界電流與其工作溫度也是密切相關(guān)的，對于傳導(dǎo)冷卻的磁體，模擬磁體的熱傳導(dǎo)過程，同樣重要，否則，測量的結(jié)果將因誤差較大，沒有實(shí)用意義。在美國，進(jìn)行超導(dǎo)磁體臨界電流測量時(shí)，是將超導(dǎo)磁體、導(dǎo)磁側(cè)板和導(dǎo)磁圓弧頂板等一起放在低溫容器內(nèi)，然后向放在低溫容器底部的容器中輸入冷媒，通過冷媒的揮發(fā)產(chǎn)生的冷蒸汽對磁體進(jìn)行冷卻，見J. P. Voccio, B. B. Gamble, C. B. Prum et al. 125 HP HTS Motor Field Winding Development. IEEE Transantions on Applied Superconductivity, June, 1997， 7(2): 519 522。 這種測量裝置不僅需要開口低溫容器，冷媒消耗量較大，磁體的安裝、接線等試驗(yàn)準(zhǔn)備過程麻煩，而且磁體冷卻方式與實(shí)際情況不完全一樣，對測量結(jié)果有影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，解決冷媒消耗量較大，磁體的安裝及接線等試驗(yàn)準(zhǔn)備過程麻煩的問題，并使得磁體冷卻方式與實(shí)際情況完全一樣，提高測量精度。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，包括導(dǎo)磁側(cè)板和導(dǎo)磁圓弧頂板；兩塊導(dǎo)磁側(cè)板成“V”形角，與導(dǎo)磁圓弧頂板構(gòu)成導(dǎo)磁回路；所述導(dǎo)磁側(cè)板、導(dǎo)磁圓弧頂板及兩端的不銹鋼端板構(gòu)成真空容器；不銹鋼端板上有抽真空接口 ；所述真空容器內(nèi)設(shè)有熱交換器，該熱交換器通過絕熱螺柱與導(dǎo)磁圓弧頂板連接；導(dǎo)磁圓弧頂板上設(shè)有與冷媒容器或制冷機(jī)聯(lián)通的冷媒進(jìn)出接口。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，所述的導(dǎo)磁圓弧頂板由固定頂板和活動(dòng)頂板組成；固定頂板固定在橫斷面成“V”形角的真空容器上口處，活動(dòng)頂板3. 2位于固定頂板 3. 1上方且與固定頂板相吻合，二者之間有密封圈。
所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，所述的冷媒進(jìn)出接口是固定在活動(dòng)頂板上，該活動(dòng)頂板上還設(shè)有電流引線及測量控制線接口。所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其冷媒進(jìn)出接口與冷媒容器或制冷機(jī)直接聯(lián)通。所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其冷媒進(jìn)出接口通過管路與冷媒容器或制冷機(jī)聯(lián)通。所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，活動(dòng)頂板的上部裝有吊環(huán)。所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其絕熱螺柱下端具有能固定連接被試驗(yàn)的超導(dǎo)磁體和熱交換器的連接螺母。所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其兩塊不銹鋼端板1下邊為真空容器的支撐腿。使用本發(fā)明時(shí)，通過活動(dòng)頂板上的吊環(huán)將活動(dòng)頂板和與其相連的熱交換器吊離試驗(yàn)裝置本體。冷媒只通過熱交換器對被試驗(yàn)的超導(dǎo)磁體進(jìn)行冷卻，而導(dǎo)磁側(cè)板和導(dǎo)磁圓弧頂板及兩個(gè)不銹鋼端板工作在室溫下，因此，可在高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)中省去廣口低溫容器，磁體安裝和接線方便，大大提高了冷卻效率。該裝置能為單個(gè)的磁體試驗(yàn)提供模擬超導(dǎo)電機(jī)的電磁環(huán)境和溫度環(huán)境，即在進(jìn)行磁體低溫性能試驗(yàn)時(shí)，被試磁體上的磁場分布和溫度分布與在電機(jī)中的實(shí)際情況基本相同，使磁體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視示意圖； 圖2為圖1的A-A剖示圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明如下 實(shí)施例1
一種高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，包括導(dǎo)磁側(cè)板2和導(dǎo)磁圓弧頂板3 ；兩塊導(dǎo)磁側(cè)板2成“V”形角，與導(dǎo)磁圓弧頂板3構(gòu)成導(dǎo)磁回路；所述導(dǎo)磁側(cè)板2、導(dǎo)磁圓弧頂板3及兩端的不銹鋼端板1構(gòu)成真空容器；不銹鋼端板1上有抽真空接口 10 ；所述真空容器內(nèi)設(shè)有熱交換器8，該熱交換器8通過絕熱螺柱5與導(dǎo)磁圓弧頂板3連接；導(dǎo)磁圓弧頂板3上設(shè)有與冷媒容器或制冷機(jī)聯(lián)通的冷媒進(jìn)出接口 4。所述的導(dǎo)磁圓弧頂板3由固定頂板3. 1和活動(dòng)頂板3. 2組成；固定頂板3. 1固定在橫斷面成“V”形角的真空容器上口處，活動(dòng)頂板3. 2 位于固定頂板3. 1上方且與固定頂板3. 1相吻合，二者之間有密封圈3. 3。所述的冷媒進(jìn)出接口 4是固定在活動(dòng)頂板3. 2上，該活動(dòng)頂板3. 2上還設(shè)有電流引線9及測量控制線接口 11。冷媒進(jìn)出接口 4與冷媒容器或制冷機(jī)直接聯(lián)通?；顒?dòng)頂板3. 2的上部裝有吊環(huán)。絕熱螺柱5下端具有能固定連接被試驗(yàn)的超導(dǎo)磁體7和熱交換器8的連接螺母5. 1。所述的兩塊不銹鋼端板1下邊為真空容器的支撐腿。兩塊導(dǎo)磁側(cè)板通過下部焊接成“V”形角，也可以是由一塊導(dǎo)磁側(cè)板整體模制成“V”形角，“V”字形下尖角為真空容器底部，導(dǎo)磁側(cè)板2和 “V”形角及導(dǎo)磁圓弧頂板3構(gòu)成磁場邊界條件，形成導(dǎo)磁回路，同時(shí)成為真空容器外殼的一部分。所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其不銹鋼端板1與導(dǎo)磁側(cè)板2及固定頂板 3.1之間的連接為焊接。
實(shí)施例2:與上述實(shí)施例1不同的是，所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其冷媒進(jìn)出接口 4 通過管路與冷媒容器或制冷機(jī)聯(lián)通。所述的導(dǎo)磁側(cè)板2是由兩塊導(dǎo)磁側(cè)板通過下部焊接成 “V”字形結(jié)構(gòu)，也可以是由一塊導(dǎo)磁側(cè)板整體模制成“V”形角。導(dǎo)磁側(cè)板2和“V”形角及導(dǎo)磁圓弧頂板3構(gòu)成磁場邊界條件，形成導(dǎo)磁回路，同時(shí)成為真空容器外殼的一部分。
本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括導(dǎo)磁側(cè)板(2)和導(dǎo)磁圓弧頂板(3);兩塊導(dǎo)磁側(cè)板(2)成“V”形角，與導(dǎo)磁圓弧頂板(3)構(gòu)成導(dǎo)磁回路；所述導(dǎo)磁側(cè)板 (2)、導(dǎo)磁圓弧頂板(3)及兩端的不銹鋼端板(1)構(gòu)成真空容器；不銹鋼端板(1)上有抽真空接口(10)；所述真空容器內(nèi)設(shè)有熱交換器(8)，該熱交換器(8)通過絕熱螺柱(5)與導(dǎo)磁圓弧頂板(3)連接；導(dǎo)磁圓弧頂板(3)上設(shè)有與冷媒容器或制冷機(jī)聯(lián)通的冷媒進(jìn)出接口(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)磁圓弧頂板(3)由固定頂板(3. 1)和活動(dòng)頂板(3. 2)組成；固定頂板(3. 1)固定在橫斷面成 “V”形角的真空容器上口處，活動(dòng)頂板(3. 2)位于固定頂板(3. 1)上方且與固定頂板(3. 1) 相吻合，二者之間有密封圈(3. 3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的冷媒進(jìn)出接口(4)是固定在活動(dòng)頂板(3. 2)上，該活動(dòng)頂板(3. 2)上還設(shè)有電流引線(9)及測量控制線接口(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的冷媒進(jìn)出接口(4)與冷媒容器或制冷機(jī)直接聯(lián)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的冷媒進(jìn)出接口(4)通過管路與冷媒容器或制冷機(jī)聯(lián)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，活動(dòng)頂板 (3. 2)的上部裝有吊環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，絕熱螺柱(5) 下端具有能固定連接被試驗(yàn)的超導(dǎo)磁體(7)和熱交換器(8)的連接螺母(5. 1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，其特征在于，兩塊不銹鋼端板(1)下邊為真空容器的支撐腿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫超導(dǎo)電機(jī)磁體性能試驗(yàn)裝置，包括導(dǎo)磁側(cè)板和導(dǎo)磁圓弧頂板；兩塊導(dǎo)磁側(cè)板成“V”形角，與導(dǎo)磁圓弧頂板構(gòu)成導(dǎo)磁回路；所述導(dǎo)磁側(cè)板、導(dǎo)磁圓弧頂板及兩端的不銹鋼端板構(gòu)成真空容器；不銹鋼端板上有抽真空接口；所述真空容器內(nèi)設(shè)有熱交換器，該熱交換器通過絕熱螺柱與導(dǎo)磁圓弧頂板連接；導(dǎo)磁圓弧頂板上設(shè)有與冷媒容器或制冷機(jī)聯(lián)通的冷媒進(jìn)出接口。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于，解決冷媒消耗量較大，磁體的安裝及接線等試驗(yàn)準(zhǔn)備過程麻煩等問題，并使得磁體冷卻方式與實(shí)際情況完全一樣，提高測量精度。
文檔編號G01R33/12GK102495263SQ201110383409
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者代義軍, 何劍平, 譚登洪, 陳樹衡 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所