一种测量超导带材交流损耗的背景磁体装置的制作方法

文档序号:16084159发布日期:2018-11-27 22:12阅读:162来源:国知局

本发明涉及一种超导电工装置技术,具体涉及一种测量超导带材交流损耗的背景磁体装置。



背景技术:

随着新能源的采用和并网,风力发电和光伏发电在电能供应中的地位日渐突出。作为风力发电机的重要部件之一的叶片,在600kW的风力发电机上,每个转子叶片的长度达20米,但是叶片的长度不能无限制的增长,这无疑限制了风力发电机的功率。因而,超导风力发电机的逐渐受到重视,超导风力发电机单机功率可达10MW。且体积小,重量轻,风机重量和成本大幅降低了。近些年来,随着高温超导材料制备技术的不断进步,一系列性能优异的超导材料相继问世,为超导风力发电机技术的发展提供了基础。

但是,超导发电机的超导带材一直处于旋转磁场中,在旋转磁场超导带材的交流损耗成为影响超导电机运行效率的重要指标,因此需要测量超导带材在交流磁场下的损耗。

超导带材交流损耗的测量包括自场下的交流损耗测量、直流背景场下的交流损耗测量。其中在直流背景场下的测量技术可以改变磁场与带材表面的夹角,或者在交流背景场下进行交流损耗测量。但这两类已有的交流损耗的测量装置都不涉及在旋转磁场下带材的交流损耗测量。因此需提供一种测量交流损耗的装置来满足现有技术的需要。



技术实现要素:

为满足现有技术的需要,提供一种用于测量超导带材交流损耗的背景磁体装置。

本发明通过以下技术方案实现。

一种测量超导带材交流损耗的背景磁体装置,所述背景磁体装置包括背场磁体支撑结构、旋转磁场线圈和交流电源以及所述超导带材的固定组件:低温储罐;所述旋转磁场线圈包括水平放置于所述背场磁体支撑结构同一水平面且彼此间相交120°的三对旋转磁场线圈,所述旋转磁场线圈的两端分别与所述交流电的一相连接;所述低温储罐为T形,位于所述背场磁体支撑结构的下端。

优选的,所述背场磁体支撑结构为中空的环形或跑道型结构。

优选的,所述旋转磁场线圈为圆形或跑道型线圈。

优选的,所述支撑结构的材质为(Sm1-xRz)100-z(FepMqCu1-p-q-r)z所示的材质:其中0.05≤x<0.5,7≤z≤9,0.02≤p≤0.45,0.005≤q≤0.05,0.01≤r≤0.1。

优选的,所述R包括Nd或Pr;所述M包括从Ti、Zr和Hf中选出的一种或多种元素。

优选的,所述交流电源包括20~400Hz频率、不大于3000A幅值的三相程控交流电源。

优选的,所述固定组件为分体结构,可独立;所述低温储罐为密闭罐,其盖设有用于固定圆杆的同轴心通孔、测量线引出口和压力表。

优选的,所述密闭罐包括内胆;设于所述内胆和罐体之间的真空绝热层;所述盖与罐体间设有密封圈。

优选的,所述内胆和罐体由按质量百分比计的下述组份制备的材料制得C:≤0.12%;Si:≤1.00%;Mn:≤2.00%;S:≤0.030%;P:≤0.035%;Cr:17.00~19.00%;Ni:8.00~11.00%;Ti:5(C-0.02)~0.80%;其余为Fe。

优选的,所述通孔与盖间设有密封圈;所述圆杆上设有固定所述超导带材的轴向凹槽。

优选的,所述测量线引出口进行电压、温度测量信号的引出。

优选的,所述背景磁体装置工作时,密闭式T型装置为液氮储罐。

与最接近的现有技术比,本发明提供的技术方案具有以下优异效果:

本发明提供的旋转磁场的磁通密度的幅值和旋转速度可调,磁通密度可达0.8T~1T,旋转速度为3000~3600转/min,适用于超导带材用于超导电机时的交流损耗检测。

本发明提供的超导带材的固定装置采用T型设计,便于与背景旋转磁场的配合使用,且两个系统分别独立,不使用时互不影响。

本发明提供的超导带材固定装置的几何中心设置有带凹槽的圆杆,便于超导带材的固定、焊接和定位。

附图说明:

图1为本发明提供的磁场提供装置的俯视图;

图2为本发明提供的带材固定装置的正视图;

图3为本发明提供的带材固定装置的俯视图

图4为本发明工作状态俯视图

其中,1、第一对旋转磁场线圈;2、第二对旋转磁场线圈;3、第三对旋转磁场线圈;4支撑结构;5、三相程控电源;6、T型装置;7、圆杆;8、圆杆下端凹槽;9、法兰;10、测量线引出口、11、压力表。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明,但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示为本发明提供的磁场提供装置的俯视图;

磁场提供装置包括三对每隔120°同轴心水平放置旋转磁场线圈和内部中空设置的支撑结构4,通过给三对线圈通入不同频率和幅值的交流电流,产生所需的背景旋转磁场。图中标号1为第一对旋转磁场线圈;图中标号2为第二对旋转磁场线圈;图中标号3为第三对旋转磁场线圈;标号5为三相程控电源。三相程控电源给三对线圈同时通入一定频率和幅值的交流电流,产生所需的背景旋转磁场。

如图2~3所示为本发明提供的带材固定装置的结构示意图;

带材固定装置包括带有上盖的密闭式T型装置;该密闭式T型装置为T型装置6,其下端用于插入背景磁场的中心;上盖板中心设有与开有凹槽8的圆杆7相连的圆孔、测量线引出口10和压力表11,所述圆杆7通过外部法兰9固定于T形装置上盖的中心圆孔中,用于超导带材的几何中心定位,所述凹槽8用于超导带材的焊接和定位;所述圆孔用于更换超导带材,所述测量线引出口10可实现电压、温度测量信号的引出,所述压力表11用以检测T形装置的压力,保证实验中设备和人身安全。

该密闭罐设有内胆,所述内胆和罐体之间设有真空绝热层,所述内胆与罐体上方设有夹套封板密封,所述夹套封板与罐体和内胆的交合处设有密封圈。

内胆和罐体由按质量百分比计的下述组份制备的材料制得C:≤0.12%;Si:≤1.00%;Mn:≤2.00%;S:≤0.030%;P:≤0.035%;Cr:17.00~19.00%;Ni:8.00~11.00%;Ti:5(C-0.02)~0.80%;其余为Fe。

优选的,所述通孔与盖间设有密封圈;所述圆杆上设有焊接和定位超导带材的凹槽

如图4所示为本发明工作状态俯视图

工作时,带材固定装置的下端部位放置于磁场提供装置的中空位置,密闭式T型装置6内部注有浸泡超导带材的液氮;非工作时,磁场提供装置和带材固定装置相互独立。

支撑结构由按质量百分比计的下述组份制备的材料制得C:0.12%;Si:1.00%;Mn:2.00%;S:0.030%;P:0.035%;Cr:18.00%;Ni:10.00%;Ti:0.6%;Fe:68.215%。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制,所属领域的普通技术人员应当理解,参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

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