[发明专利]高温超导无绝缘磁体

说明书

本发明涉及超导磁体技术领域，公开了一种高温超导无绝缘磁体。该磁体包括真空保护壳体和设置在所述真空保护壳体中的多个超导线圈组，每个超导线圈组包括电机、第一切换装置、第二切换装置、热锚、制冷机、储冷罐、多个磁通泵、串联的多个无绝缘超导线圈、恒流开关和冷屏。由此，通过真空层和冷屏可以降低磁体的热辐射，通过采用无绝缘超导线圈可以提高磁体系统稳定性与鲁棒性，并且制冷机对所述冷屏、所述多个无绝缘超导线圈和所述制冷介质进行制冷的混合制冷模式可以确保制冷的可靠性。

技术领域

本发明涉及超导磁体技术领域，尤其涉及一种高温超导无绝缘磁体。

背景技术

高温超导材料因此优异的电磁特性和机械特性，同时伴随着其制造成本的降低，基于高温超导材料的高温超导磁体相关研究越来越广泛。当前高温超导磁体的应用大都集中于静态磁体，如医疗MRI磁体和强场磁体等。然而，当高温超导磁体应用于动态场合时，如超导直线电机的动子磁体(如日本山梨线超导磁悬浮列车车载超导磁体，日本山梨线超导磁浮列车保持着世界最高轨道交通时速603km)、超导电动悬浮的悬浮磁体(如美国Holloman磁悬浮火箭橇橇载悬浮磁体，其最高运行速度达1000km/h以上，为高速地面测试提供了重要试验手段)等，高温超导磁体面临着复杂的电磁与载荷环境，提高磁体稳定性防止其失超极为关键。

发明内容

本发明提供了一种高温超导无绝缘磁体，能够解决现有技术中高温超导磁体动态环境下稳定性和安全性差的技术问题。

本发明提供了一种高温超导无绝缘磁体，其中，该磁体包括真空保护壳体和设置在所述真空保护壳体中的多个超导线圈组，每个超导线圈组包括电机、第一切换装置、第二切换装置、热锚、制冷机、储冷罐、多个磁通泵、串联的多个无绝缘超导线圈、恒流开关和冷屏，其中，

通过所述电机控制所述第一切换装置在励磁回路连通和断路之间切换，通过所述电机控制所述第二切换装置磁通泵回路连通和断路之间切换，所述励磁回路和所述磁通泵回路的电流引线缠绕在所述热锚上，每个磁通泵回路上设置有磁通泵，每个无绝缘超导线圈设置有所述恒流开关；

所述冷屏设置在所述储冷罐外，所述储冷罐中储存有制冷介质，所述多个无绝缘超导线圈设置在所述储冷罐中，所述制冷机对所述冷屏、所述多个无绝缘超导线圈和所述制冷介质进行制冷。

优选地，所述真空保护壳体包括杜瓦外壳、杜瓦内壳、以及设置在所述杜瓦外壳和所述杜瓦内壳之间的真空层。

优选地，所述制冷机包括一级冷头、二级冷头和导冷片，所述一级冷头对所述冷屏进行制冷，所述二级冷头通过所述导冷片对所述多个无绝缘超导线圈和所述制冷介质进行制冷。

优选地，每个超导线圈组还包括高温超导引线，设置在所述励磁回路上。

优选地，每个超导线圈组还包括多个支撑件，用于固定支撑无绝缘超导线圈。

优选地，所述磁体还包括屏蔽层，设置在所述真空保护壳体上。

优选地，所述屏蔽层的材料为金属。

优选地，该磁体还包括检测装置，设置在每个无绝缘超导线圈表面，用于对无绝缘超导线圈的相关状态参数进行检测。

优选地，所述检测装置包括以下中至少一者：温度检测装置、应力检测装置、磁场检测装置和电流检测装置。

优选地，所述第一切换装置和所述第二切换装置均为插座。

通过上述技术方案，在真空保护壳体中设置多个超导线圈组，每个超导线圈组可以包括电机、第一切换装置、第二切换装置、热锚、制冷机、储冷罐、多个磁通泵、串联的多个无绝缘超导线圈、恒流开关和冷屏。由此，通过真空层和冷屏可以降低磁体的热辐射，通过采用无绝缘超导线圈可以提高磁体系统稳定性与鲁棒性，并且制冷机对所述冷屏、所述多个无绝缘超导线圈和所述制冷介质进行制冷的混合制冷模式可以确保制冷的可靠性。