一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置的制造方法

文档序号:10165258阅读:446来源:国知局
一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超导电工技术领域,尤其涉及一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置。
【背景技术】
[0002]在托卡马克大型超导磁体制作过程中,为了确保磁体线圈具有足够的绝缘和机械强度,线圈导体将按照一定形式缠绕玻璃丝带和聚酰亚胺的复合带,后采用真空压力浸渍(VPI)树脂的方式进行绝缘固化处理。在固化处理过程中,按照真空压力浸渍工艺的要求,需要将线圈加热到树脂的凝胶和固化温度,并分别保持一段时间,在此期间,要求整个线圈的温度均匀,线圈温度也必须按照一定的速率上升。
[0003]为了保证绝缘质量,线圈的整体温度必须均匀。对于大型超导线圈,如果截面尺寸较大,常用的外部加热方式将不可避免地产生内外温差,很难满足真空压力浸渍工艺对线圈温度均匀性的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置,包括有超导线圈、加热带、温度计、真空压力浸渍模具、温控仪、电力调整器、直流电源和内部加热控制系统,所述的超导线圈位于真空压力浸渍模具的内部,加热带缠绕在真空压力浸渍模具表面,加热带和真空压力浸渍模具外有保温层,所述的温度计位于真空压力浸渍模具表面,所述的加热带的两端分别与电力调整器连接,电力调整器与温控仪连接,温控仪与温度计连接,直流电源分别与超导线圈和内部加热控制系统连接,内部加热控制系统与超导线圈连接。内、外加热系统同步工作,且使用线圈导体的电阻-温度关系特性进行内部加热控温。
[0007]拟合得出超导线圈电阻与温度直接的关系,得出R-T关系式;
[0008]温度计布置在模具上,与加热带、温控仪、电力调整器连接,形成闭环回路,作为外部加热控制系统。外部加热的主要目的是使得真空压力浸渍系统处于绝热环境中,外部加热系统控温是通过布置在模具上的温度计采集实时模具温度,与设定值进行比较,将控制信号反馈到电力调整器,通过调节加热带功率调节加热速率和模具温度;
[0009]线圈内部加热系统是通过直流电源给线圈通入电流,由线圈自身电阻产生的焦耳热对线圈进行加热;
[0010]加热过程中,为了保证线圈内外温度的均匀性,内外加热系统以相同的起点和速率进行加热;
[0011]内部加热是真空压力浸渍过程中线圈的主要热来源,采用内部加热方式能够很好的满足浸渍过程中对温度均匀的要求。内部加热的温度控制是通过调节直流电源的输入电流进行控制。在浸渍过程中,内部加热控制系统实时地采集线圈的电位并计算线圈的实时电阻,通过R-T关系式得出线圈的实时温度,并将此反馈给直流电源,从而实现对温度的控制;
[0012]本实用新型的优点是:本实用新型提出内外同步焦耳加热的方式对线圈进行加热,通过线圈本身的电阻,给线圈通入电流产生焦耳热的方式使得线圈的温度上升,达到需要的温度,同时在线圈外部同步进行加热,为线圈内部加热提供一个绝热环境。由于导体本身产生的焦耳热均匀地分布在整个线圈截面内,而且线圈和外部环境不进行热交换,因此避免了线圈内外温差的产生。
[0013]超导线圈内部不允许存在温度测量传感器,因此在浸渍过程中对线圈温度进行测量是真空压力浸渍过程中的又一难点。本实用新型提出通过测量线圈电阻的方式对线圈温度进行测量,从而实现控温。通过在线圈接头处布置电位线,实时测量线圈的电压与电流,计算出线圈的电阻值,再通过建立的电阻与温度关系,计算线圈的实时温度,进而实现对线圈温度的控制。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示,一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置,包括有超导线圈1、加热带2、温度计3、真空压力浸渍模具4、温控仪6、电力调整器7、直流电源8和内部加热控制系统9,所述的超导线圈1位于真空压力浸渍模具4的内部,加热带2缠绕在真空压力浸渍模具4表面,加热带2和真空压力浸渍模具4外有保温层5,所述的温度计3位于真空压力浸渍模具4表面,所述的加热带2的两端分别与电力调整器7连接,电力调整器7与温控仪6连接,温控仪6与温度计3连接,直流电源8分别与超导线圈1和内部加热控制系统9连接,内部加热控制系统9与超导线圈1连接。
【主权项】
1.一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置,其特征在于:包括有超导线圈、加热带、温度计、真空压力浸渍模具、温控仪、电力调整器、直流电源和内部加热控制系统,所述的超导线圈位于真空压力浸渍模具的内部,加热带缠绕在真空压力浸渍模具表面,加热带和真空压力浸渍模具外有保温层,所述的温度计位于真空压力浸渍模具表面,所述的加热带的两端分别与电力调整器连接,电力调整器与温控仪连接,温控仪与温度计连接,直流电源分别与超导线圈和内部加热控制系统连接,内部加热控制系统与超导线圈连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于大型超导线圈绝缘真空压力浸渍加热装置,包括有超导线圈、加热带、温度计、真空压力浸渍模具、温控仪、电力调整器、直流电源和内部加热控制系统,所述的超导线圈位于真空压力浸渍模具的内部,加热带缠绕在真空压力浸渍模具表面,加热带和真空压力浸渍模具外有保温层。本实用新型提出内外同步焦耳加热的方式对线圈进行加热,通过线圈本身的电阻,给线圈通入电流产生焦耳热的方式使得线圈的温度上升,达到需要的温度,同时在线圈外部同步进行加热,为线圈内部加热提供一个绝热环境。由于导体本身产生的焦耳热均匀地分布在整个线圈截面内,而且线圈和外部环境不进行热交换,因此避免了线圈内外温差的产生。
【IPC分类】B29C35/02, B29C70/54, B29C70/34
【公开号】CN205075365
【申请号】CN201520804195
【发明人】吴欢, 宋云涛, 邹春龙, 商明明, 胡兵, 俞小伍, 沈光, 吴维越, 陆坤, 卫靖
【申请人】中国科学院等离子体物理研究所
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月13日
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1