一种高温超导磁体失超保护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高温超导磁体失超保护装置，包括高温超导磁体机构和用于采集高温超导磁体机构工作电流数据并将电流数据转换为电压数据的电压比较电路，以及为高温超导线圈和加热器供电的电源控制模块，高温超导磁体机构包括骨架以及两个分别安装在骨架两端的加热器和缠绕在骨架上两个加热器之间的高温超导线圈，高温超导线圈上设置有线圈引线，电源控制模块包括为高温超导线圈供电的第一直流电源和为加热器供电的第二直流电源，第二直流电源为加热器供电的回路中串接有固态继电器，固态继电器的信号输入端与电压比较电路的信号输出端相接。本实用新型设计新颖，结构简单紧凑，均匀且全面加热高温超导线圈，失超传播速度快。
【专利说明】
一种高温超导磁体失超保护装置
技术领域
[0001]本实用新型属于超导磁体保护技术领域，具体涉及一种高温超导磁体失超保护装置。
【背景技术】
[0002]高温超导磁体具有大电流密度、高临界磁场等优点，在磁分离、科学实验、强磁场等应用方面具有广阔的前景。绕制高温超导磁体使用的带材一般为铋系带材和YBCO涂层导体带材，这种超导体一般绕制成双饼结构，并将多个双饼线圈串、并联组成高温超导磁体。一般来说，高温超导磁体的失超传播速度较慢，相比较低温超导磁体慢两到三个数量级，由于其失超传播速度太慢，所以很容易使超导磁体局部形成热点，而局部的热量只能在很小的范围内扩散，这样局部受热的带材由于过高的温升，很容易烧损，造成高温超导磁体破坏，所以高温超导磁体的失超保护比低温超导磁体的失超保护要求高。现有的高温超导磁体温升不均匀，失超检测复杂，大多采用控制器触发的方式进行失超保护，成本低，反应迟缓，失超传播速度慢。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高温超导磁体失超保护装置，其设计新颖合理，结构简单紧凑，均匀且全面加热高温超导线圈，失超传播速度快，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:包括高温超导磁体机构和用于采集所述高温超导磁体机构工作电流数据并将电流数据转换为电压数据的电压比较电路，以及为高温超导线圈和加热器供电的电源控制模块，所述高温超导磁体机构包括骨架以及两个分别安装在骨架两端的加热器和缠绕在骨架上两个加热器之间的高温超导线圈，高温超导线圈上设置有线圈引线，电压比较电路通过线圈引线与高温超导线圈连接，所述电源控制模块包括为高温超导线圈供电的第一直流电源和为加热器供电的第二直流电源，所述第二直流电源为加热器供电的回路中串接有固态继电器，固态继电器的信号输入端与电压比较电路的信号输出端相接。
[0005]上述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述高温超导线圈的两端连接有两端接口 P1，所述第一直流电源的正极与所述两端接口 Pl的第I管脚相接，所述第一直流电源的负极与所述两端接口 Pl的第2管脚相接，高温超导线圈上设置有至少三条线圈引线。
[0006]上述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述电压比较电路包括可变电阻R1、可变电阻R2、滑动电阻R3和运放Ul，运放Ul的同相输入端与滑动电阻R3的滑动端相接，滑动电阻R3的一个固定端经可变电阻Rl与高温超导线圈上一条线圈引线相接，滑动电阻R3的另一个固定端经可变电阻R2与高温超导线圈上另一条线圈引线相接，运放Ul的反相输入端与高温超导线圈上另第三条线圈引线相接。
[0007]上述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:两个所述加热器结构相同且均为鳞片式加热器，所述鳞片式加热器包括多个鳞片和两个分别安装在多个鳞片外侧两端上的聚酯片，以及安装两个聚酯片之间的加热丝，两个所述加热器中的加热丝并联连接。
[0008]上述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述固态继电器为直流固态继电器Kl，所述直流固态继电器Kl的IN+端与运放Ul的输出端相接，直流固态继电器Kl的IN-端接地，两端接口 P2的第I管脚与并联连接的两个所述加热丝的一个连接端相接，并联连接的两个所述加热丝的另一个连接端与直流固态继电器Kl的OUT-端相接，两端接口 P2的第2管脚与直流固态继电器Kl的OUT+端相接。
[0009]上述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述第二直流电源为24V直流电源，24V直流电源的正极与所述两端接口 P2的第2管脚相接，24V直流电源的负极与所述两端接口 P2的第I管脚相接。
[0010]上述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:两个所述鳞片式加热器中的一个与骨架的一端固定连接，两个所述鳞片式加热器中的另一个与骨架的另一端活动连接。
[0011 ]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、本实用新型将两个加热器夹装在高温超导线圈的两端，且加热器采用鳞片式加热器，均匀且全面加热高温超导线圈，失超传播速度快，便于推广使用。
[0013]2、本实用新型通过设置电压比较电路，采用模拟电路采集高温超导线圈中工作电流并将电流信号转换为电压信号驱动固态继电器，可靠稳定，速度快，使用效果好。
[0014]3、本实用新型设计新颖合理，体积小，两个所述鳞片式加热器中的一个与骨架的一端固定连接，两个所述鳞片式加热器中的另一个与骨架的另一端活动连接，拆卸安装方便，实用性强，便于推广使用。
[0015]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单紧凑，均匀且全面加热高温超导线圈，失超传播速度快，实用性强，便于推广使用。
[0016]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型高温超导磁体机构与电压比较电路的连接示意图。
[0018]图2为本实用新型加热器的结构示意图。
[0019]图3为本实用新型的电路原理图。
[0020]附图标记说明:
[0021]I—骨架；2—高温超导线圈； 3—加热器；
[0022]4—线圈引线；5—电压比较电路； 6—固态继电器；
[0023]8 一聚酯片；9 一加热丝；10—鳞片。
【具体实施方式】
[0024]如图1和图3所示，本实用新型包括高温超导磁体机构和用于采集所述高温超导磁体机构工作电流数据并将电流数据转换为电压数据的电压比较电路5，以及为高温超导线圈2和加热器3供电的电源控制模块，所述高温超导磁体机构包括骨架I以及两个分别安装在骨架I两端的加热器3和缠绕在骨架I上两个加热器3之间的高温超导线圈2，高温超导线圈2上设置有线圈引线4，电压比较电路5通过线圈引线4与高温超导线圈2连接，所述电源控制模块包括为高温超导线圈2供电的第一直流电源和为加热器3供电的第二直流电源，所述第二直流电源为加热器3供电的回路中串接有固态继电器6，固态继电器6的信号输入端与电压比较电路5的信号输出端相接。
[0025]如图3所示，本实施例中，所述高温超导线圈2的两端连接有两端接口Pl，所述第一直流电源的正极与所述两端接口 Pl的第I管脚相接，所述第一直流电源的负极与所述两端接口 Pl的第2管脚相接，高温超导线圈2上设置有至少三条线圈引线4。
[0026]如图1和图3所不，本实施例中，尚温超导线圈2由尚温超导线圈SI和尚温超导线圈S2串联而成。所述电压比较电路5包括可变电阻R1、可变电阻R2、滑动电阻R3和运放Ul，运放Ul的同相输入端与滑动电阻R3的滑动端相接，滑动电阻R3的一个固定端经可变电阻Rl与高温超导线圈2上一条线圈引线4相接，滑动电阻R3的另一个固定端经可变电阻R2与高温超导线圈2上另一条线圈引线4相接，运放Ul的反相输入端与高温超导线圈2上另第三条线圈引线4相接。
[0027]如图2所示，本实施例中，两个所述加热器3结构相同且均为鳞片式加热器，所述鳞片式加热器包括多个鳞片10和两个分别安装在多个鳞片10外侧两端上的聚酯片8，以及安装两个聚酯片8之间的加热丝9，两个所述加热器3中的加热丝9并联连接。
[0028]如图3所示，本实施例中，两个所述加热器3中的加热丝9分别为加热丝LI和加热丝L2o
[0029]如图3所示，本实施例中，所述固态继电器6为直流固态继电器Kl，所述直流固态继电器Kl的IN+端与运放Ul的输出端相接，直流固态继电器Kl的IN-端接地，两端接口 P2的第I管脚与并联连接的两个所述加热丝9的一个连接端相接，并联连接的两个所述加热丝9的另一个连接端与直流固态继电器Kl的OUT-端相接，两端接口 P2的第2管脚与直流固态继电器Kl的OUT+端相接。
[0030]本实施例中，所述第二直流电源为24V直流电源，24V直流电源的正极与所述两端接口 P2的第2管脚相接，24V直流电源的负极与所述两端接口 P2的第I管脚相接。
[0031]本实施例中，两个所述鳞片式加热器中的一个与骨架I的一端固定连接，两个所述鳞片式加热器中的另一个与骨架I的另一端活动连接，便于超导磁体的拆卸安装。
[0032]本实用新型使用时，将一个加热器3固定安装在骨架I一端，将另一个加热器3活动安装在骨架I的另一端，在两个加热器3之间的骨架I上缠绕高温超导线圈2，高温超导线圈2在缠绕过程中，留有多条线圈引线4，便于高温超导线圈2的电流信号采集，在两个加热器3中的绝缘的两片聚酯片8之间分别设置加热丝LI和加热丝L2，加热丝LI的一端与加热丝L2的一端连接，且该连接端与两端接口 P2的第I管脚连接;加热丝LI的另一端与加热丝L2的另一端连接，且该连接端与直流固态继电器Kl的OUT-端连接;使用多条线圈引线4将串联组成的高温超导线圈SI和高温超导线圈S2中的电流信号输入到电压比较电路5中进行信号转换，进行驱动直流固态继电器Kl，第一直流电源通过两端接口Pl为高温超导线圈2供电，第二直流电源通过两端接口P2和串联在线路上的直流固态继电器Kl为两个加热器3供电，当电压比较电路5采集的电压数据超过临界值时，运放Ul导通驱动直流固态继电器Kl，使驱动直流固态继电器Kl的输出端导通，第二直流电源为两个加热器3供电，两个加热器3产热使高温超导线圈2温升，加快失超传播速度，加热效果均匀且全面，使用效果好。
[0033]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:包括高温超导磁体机构和用于采集所述高温超导磁体机构工作电流数据并将电流数据转换为电压数据的电压比较电路(5)，以及为高温超导线圈(2)和加热器(3)供电的电源控制模块，所述高温超导磁体机构包括骨架(I)以及两个分别安装在骨架(I)两端的加热器(3)和缠绕在骨架(I)上两个加热器(3)之间的高温超导线圈(2)，高温超导线圈(2)上设置有线圈引线(4)，电压比较电路(5)通过线圈引线(4)与高温超导线圈(2)连接，所述电源控制模块包括为高温超导线圈(2)供电的第一直流电源和为加热器(3)供电的第二直流电源，所述第二直流电源为加热器(3)供电的回路中串接有固态继电器(6)，固态继电器(6)的信号输入端与电压比较电路(5)的信号输出端相接。2.按照权利要求1所述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述高温超导线圈(2)的两端连接有两端接口Pl，所述第一直流电源的正极与所述两端接口Pl的第I管脚相接，所述第一直流电源的负极与所述两端接口 Pl的第2管脚相接，高温超导线圈(2)上设置有至少三条线圈引线(4)。3.按照权利要求2所述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述电压比较电路(5)包括可变电阻Rl、可变电阻R2、滑动电阻R3和运放Ul，运放Ul的同相输入端与滑动电阻R3的滑动端相接，滑动电阻R3的一个固定端经可变电阻Rl与高温超导线圈(2)上一条线圈引线(4)相接，滑动电阻R3的另一个固定端经可变电阻R2与高温超导线圈(2)上另一条线圈引线(4)相接，运放Ul的反相输入端与高温超导线圈(2)上另第三条线圈引线(4)相接。4.按照权利要求3所述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:两个所述加热器(3)结构相同且均为鳞片式加热器，所述鳞片式加热器包括多个鳞片(10)和两个分别安装在多个鳞片(10)外侧两端上的聚酯片(8)，以及安装两个聚酯片(8)之间的加热丝(9)，两个所述加热器(3)中的加热丝(9)并联连接。5.按照权利要求4所述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述固态继电器(6)为直流固态继电器Kl，所述直流固态继电器Kl的IN+端与运放Ul的输出端相接，直流固态继电器Kl的IN-端接地，两端接口 P2的第I管脚与并联连接的两个所述加热丝(9)的一个连接端相接，并联连接的两个所述加热丝(9)的另一个连接端与直流固态继电器Kl的OUT-端相接，两端接口 P2的第2管脚与直流固态继电器Kl的OUT+端相接。6.按照权利要求5所述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:所述第二直流电源为24V直流电源，24V直流电源的正极与所述两端接口 P2的第2管脚相接，24V直流电源的负极与所述两端接口 P2的第I管脚相接。7.按照权利要求4所述的一种高温超导磁体失超保护装置，其特征在于:两个所述鳞片式加热器中的一个与骨架(I)的一端固定连接，两个所述鳞片式加热器中的另一个与骨架(I)的另一端活动连接。
【文档编号】H01F6/00GK205610204SQ201620321553
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月16日
【发明人】葛正福, 李超, 孙星瑞, 常军喜, 杨世杰, 杜社军
【申请人】西安聚能超导磁体科技有限公司