[发明专利]一种超导波荡器及其换线方法

说明书

本发明公开了一种超导波荡器及其换线方法。本发明的超导波荡器，其特征在于，包括铁芯骨架，所述铁芯骨架上相对的两侧分别间隔的设置绝缘的侧挡板和绝缘的换向侧挡板，同一侧相邻的侧挡板与换向侧挡板构成线槽；侧挡板的顶端侧面设有换向轮构成所述换向侧挡板；其中一侧的侧挡板与对侧的换向侧挡板相对，用于在一侧的侧挡板上绕线时通过对侧换向侧挡板上的换向轮对超导线进行换向，实现同一侧相邻线槽内超导线的反向绕制。本发明可大幅提高磁体的冷却效率，同时换向侧挡板侧面设计换向轮，避免了短周期超导波荡器绕制过程弯曲半径过小对线材性能造成影响。

技术领域

本发明涉及一种超导波荡器及其换线方法，属于加速器低温超导技术领域。

背景技术

超导波荡器主要包括超导线圈及铁芯骨架，骨架上加工有数个线槽，线圈绕制在铁芯骨架上，一个磁极相邻线槽的导线绕制方向相反。

现常见的换线方式是在磁极铁芯骨架上设计换向柱结构，一个线槽绕制完成后，通过换向柱实现导线的“U形”转弯，进而反向绕制相邻的线槽。

超导线绕制过程中弯曲半径太小是造成磁体性能退化的主要原因之一，对于短周期超导波荡器(周期长度≤15mm)，若采用上述传统的换向方式，弯曲半径≤3mm，伤线概率大大增加。对磁体性能要求更高的场合，考虑到弯曲半径对线材性能的影响，上述传统方案将无法采用。

考虑到线材与骨架之间的绝缘，国内外线槽侧挡板一般选用G10材质加工，但该类材质导热性极差。超导波荡器运行环境为强迫流冷却，非液氦浸泡式冷却。若磁体大量采用导热性差的材料必然影响磁体的冷却效果，增加磁体失超概率，进而降低磁体的运行稳定性。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明旨在公开一种超导波荡器及其换线方法。本发明主要是设计了超导波荡器相邻两线槽导线的换向方式，将侧挡板选择为铝合金材质，通过阳极化绝缘预处理和环氧喷涂绝缘处理工艺确保线圈与侧挡板之间的绝缘，可大幅提高磁体的冷却效率。同时换向侧挡板侧面设计换向轮(换向轮直径＞5mm)，避免了短周期超导波荡器绕制过程弯曲半径过小对线材性能造成影响。

本发明在铁芯骨架上设置多个插槽，将超导波荡器侧挡板设计为铝合金材质插件结构，将侧挡板插入插槽中；同时本发明将传统方案中的换向结构采用换向轮方案。

本发明的技术方案为：

一种超导波荡器，其特征在于，包括铁芯骨架，所述铁芯骨架上相对的两侧分别间隔的设置绝缘的侧挡板和绝缘的换向侧挡板，同一侧相邻的侧挡板与换向侧挡板构成线槽；侧挡板的顶端侧面设有换向轮构成所述换向侧挡板；其中一侧的侧挡板与对侧的换向侧挡板相对，用于在一侧的侧挡板上绕线时通过对侧换向侧挡板上的换向轮对超导线进行换向，实现同一侧相邻线槽内超导线的反向绕制。

进一步的，所述铁芯骨架上相对的两侧的顶端分别设有多个插槽，所述侧挡板的顶端底部设有与插槽匹配的凸起结构，所述换向侧挡板的顶端底部设有与插槽匹配的凸起结构，通过将该凸起结构插入对应插槽实现所述铁芯骨架与所述侧挡板、所述换向侧挡板的组装。

进一步的，所述侧挡板、所述换向侧挡板采用阳极化绝缘预处理和环氧喷涂绝缘处理，实现绝缘。

进一步的，所述侧挡板、所述换向侧挡板为铝合金材质。

进一步的，所述换向轮的直径不小于5mm。

一种超导波荡器换线方法，其步骤包括：

1)在超导波荡器间隔的侧挡板顶端侧面上设置换向轮代替换向柱；其中设有换向轮的侧挡板称为换向侧挡板，一侧的侧挡板与对侧的换向侧挡板相对；

2)在一侧的侧挡板上绕线时通过对侧换向侧挡板上的换向轮对超导线进行换向，实现同一侧相邻线槽内超导线的反向绕制。

相较于现有技术，本发明具有如下优点：