可通大电流产生高强度磁场的线圈及其制造方法、磁场发生设备

本发明属于线圈领域，具体涉及可通大电流产生高强度磁场的线圈及其制造方法、磁场发生设备。

背景技术：

1、现有技术中，对于线圈的制作，市面上一般会采用直径1mm左右的漆包线来制作，通过增加匝数，实现较大磁场的目的。但较细的漆包线允许通过的电流很小，且不能长时间通电流，不能满足通电电流1ka以上的需求。而对于直径1.3mm以上的漆包线，在绕制线圈时，经常存在漆包线太硬，绕制后线圈散开，无法定型的问题。

2、此外，对于可通大电流产生较高强度磁场的线圈进行制造，通常采用绕漆包线，然后在外围包绝缘层等工艺。当线圈通电30ka后，会产生极大的膨胀力，达800kn。一般的固定方式不能束缚住产生的这么大的膨胀力的线圈，且现有的线圈还存在外围绝缘层厚度大小不一的问题，绝缘效果有限。

3、现有技术中，对于电容器放电产生高脉冲磁场的设备较少，磁场强度达到高磁场7t以上的较少，磁场的产生市面上一般采用较小电流产生几百高斯的磁场或者永磁铁。但是较小的磁场不能满足高磁场强度的需求，永磁铁的持续磁场不适用于实验条件。

4、因此，提供能通过大电流产生高强度磁场的线圈，且线圈绝缘性好，稳定性强，不容易散开，性能优良的完整的制造方法是必需的。也亟需提供产生高脉冲磁场的设备。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了新的产生高强度磁场的线圈的制造方法，制造的线圈在通电后产生较高磁场，线圈能正常工作，不会散开。此外，该制造方法可高效、简便、规范的制造产生高强度磁场的线圈。

2、本发明提供了一种可通大电流产生高强度磁场的线圈的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：(1)使用绕线模具绕制漆包线，在绕制过程中涂刷速干胶，待速干胶干后，脱下绕线模具，得到不散架的漆包线线圈；(2)在所述步骤(1)线圈的轴向绕制kevlar纤维线，达到全部覆盖效果，再环向绕制kevlar纤维线，在轴向和环向缠绕的同时刷环氧树脂胶；(3)把所述步骤(2)上述kevlar纤维线缠绕后的线圈放于浇筑模具中，缓慢倒入抽真空后的环氧树脂胶，放于室温静置待环氧树脂胶固化；(4)测量线圈电感和真空度。

3、环氧树脂胶(epoxy resin adhesive)是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂，可粘接各种金属及合金，以及非金属材料，除了粘接(普通粘接和结构粘接)之外，环氧树脂胶还能用于浇铸、密封、嵌缝、堵漏、防腐、绝缘、导电、固定、加固、修补等。

4、作为本发明的某些实施方式，所述步骤(1)中，使用纯铜漆包线绕制得到纯铜漆包线线圈。

5、作为本发明的某些实施方式，所述纯铜漆包线允许1s内通过不小于1ka的电流。

6、使用绕线模具绕制漆包线包括如下步骤：

7、a.准备好需要绕的漆包线和绕线模具，并将绕线模具通过定位部件固定在绕线机上；

8、b.将线头经过绕线机上的导向装置，并导入绕线模具中；

9、c.将绕线模具转动开关，让设定好的绕线模开始工作，这时，绕线机会自动将线绕到线轴上；

10、d.当绕线完成后，将线头从绕线模具上拆卸下来即可。

11、作为本发明的某些实施方式，所述纯铜漆包线线圈直径为82mm，共20-35匝，线径1.3-1.8mm。

12、纯铜漆包线线圈的匝数可以是20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、45匝.

13、纯铜漆包线的线径可以是1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8mm。

14、作为本发明的某些实施方式，所述纯铜漆包线线圈共27匝，1.8mm。

15、作为本发明的某些实施方式，所述步骤(1)中，绕制过程中涂刷速干胶，待24小时或以上。

16、作为本发明的某些实施方式，所述步骤(2)中所述环向绕制绝缘线每层30-70圈，共20-40层。所述环向绕制绝缘线每层可以是30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70圈。

17、所述环向绕制绝缘线可以是20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40层。

18、作为本发明的某些实施方式，所述步骤(2)中所述环向绕制绝缘线每层50圈，共30层。

19、使用浇筑模具浇筑线圈包括如下步骤：

20、把kevlar纤维线缠绕后的线圈放于浇筑模具中，缓慢倒入抽真空后的环氧树脂胶，放于室温静置待环氧树脂胶固化。

21、作为本发明的某些实施方式，所述步骤(3)中线圈在所述抽真空后的环氧树脂胶中于室温下静置24小时或以上。

22、作为本发明的某些实施方式，所述步骤(3)中线圈在所述抽真空后的环氧树脂胶中于室温下静置24小时。

23、作为本发明的某些实施方式，所述步骤(4)中测量线圈电感是否达到达到50μh以下，放置线圈在真空环境10-3pa中，测量真空度是否会变化，来判断是否能满足实际使用。

24、本发明还提供了一种线圈，根据所述的制造方法制造所得。

25、本发明制造的线圈可以通大电流，满足了产业上的特殊需求，其能正常工作，抵抗产生的磁场导致的膨胀力。

26、本发明还提供了一种高强度脉冲磁场发生设备，包含有电路，所述电路包括串联连接的电容模块、电阻以及所述线圈；其中，所述电容模块由一个电容支路构成或由多个电容支路并联连接构成，各所述电容支路由串联连接的一个电容器及晶闸管开关构成。

27、如上所述，本发明的一种产生高强度磁场的线圈的制造方法及其制造的线圈、包含有线圈的设备，具有以下有益效果：

28、线圈允许1s内通过不小于1ka的电流，因此在通电后能产生较高磁场，不小于7t，同时线圈能抵抗产生的大的膨胀力，正常工作，不会散开。

29、本发明的设备提供了高强度的脉冲磁场。

技术特征：

1.一种可通大电流产生高强度磁场的线圈的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中，使用纯铜线绕制得到纯铜漆包线；

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述纯铜漆包线线圈直径为82mm，共20-35匝，线径1.3-1.8mm；

4.根据权利要求1～3所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中，绕制过程中涂刷速干胶，待24小时或以上。

5.根据权利要求1～4所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中，

6.根据权利要求1～5所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中线圈在所述抽真空后的环氧树脂胶中于室温下静置24小时或以上。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中线圈在所述抽真空后的环氧树脂胶中于室温下静置24小时。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述线圈要测量线圈电感和真空度；优选地，所述步骤(4)中测量线圈电感是否达到50μh以下，放置线圈在真空环境10-3pa中，测量真空度是否会变化。

9.一种线圈，其特征在于，根据权利要求1～8任一项所述的制造方法制造所得。

10.一种高强度脉冲磁场发生设备，其特征在于，包含有电路，所述电路包括串联连接的电容模块、电阻以及如权利要求9所述的线圈；其中，所述电容模块由一个电容支路构成或由多个电容支路并联连接构成，各所述电容支路由串联连接的一个电容器及晶闸管开关构成。

技术总结
本发明提供了一种可通大电流产生高强度磁场的线圈的制造方法，该制造方法包括以下步骤：(1)使用绕线模具绕制漆包线，绕制得到漆包线线圈；(2)在该步骤(1)线圈的轴向绕制绝缘线，达到全部覆盖效果，再环向绕制绝缘线，在轴向和环向缠绕的同时刷环氧树脂胶；(3)把该步骤(2)绝缘线缠绕后的线圈放于浇筑模具中，缓慢倒入抽真空后的环氧树脂胶，放于室温静置；(4)测量线圈电感，放置线圈真空环境中，测量是否满足真空度。该制造方法可高效、简便、规范的制造产生高强度磁场的线圈，制造的线圈在通电后产生较高磁场，线圈能正常工作，不会散开。

技术研发人员：舒青青,张晓兵,袁东方,邵永刚,朱月明
受保护的技术使用者：上海科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15