[发明专利]一种恒张力无损超导绕线装置及绕线方法

摘要

本发明介绍了一种恒张力无损超导绕线装置及绕线方法，超导绕线装置由主动盘提供绕线转动力；采用扭矩传感器检测被动盘（或称作放线盘）主轴的扭矩，并把数据传回PLC，计算出超导线所受的张力；被动盘采用线性制动器件提供制动力，制动力的大小可以由PLC控制，并且可以实时变化。通过这些技术手段实现了超导线圈的恒张力、无损绕制。本发明可以使超导线免受弯折，减少超导临界电流损失，提高超导线使用的安全性和可靠性；采用线性制动元件作为制动器，方便对恒张力绕制超导线张力的任意设定；采用PLC控制变频器的频率，从而控制主动盘的实时转速，并持张力的恒定。

主权项

一种恒张力无损超导绕线装置，其特征是：包括绕线机主动盘系统、被动盘系统、张力检测部分和控制系统；其中1）绕线机主动盘系统：绕线机主动盘系统包括主动盘、主动轴、减速机、离合器、减速箱和绕线支撑盘；其中减速机通过离合器同减速箱的输入轴相连，减速箱的输出轴同主动轴相连，主动盘安装在主动轴上，而绕线支撑盘固定在主动盘上；绕线时减速机提供系统的主动力，通过控制系统控制减速机的转速从而控制绕线速度；减速机的输出扭矩依次通过离合器、减速箱、主动轴、主动盘传递到绕线支撑盘，从而带动固定在绕线支撑盘上的超导线圈骨架作圆周运动；在主动盘上设置有控制系统的多个位置传感器和主动计数器，由控制系统监测线盘沿圆周方向所处的位置和已经绕线圈数，为变速绕线提供参数；2）绕线机被动盘系统：绕线机被动盘系统包括线性制动器件、变速箱、被动盘、被动轴；其中线性制动器件通过扭矩传感器同变速箱输出轴相连，被动轴同变速箱的输入轴相连，被动盘固定在被动轴上；绕线时主动盘的转动经由超导线传递到固定在被动盘上的超导线盘，从而实现被动盘的放线；此时根据控制系统的指令，由线性制动器件提供变化的制动扭矩，从而提供可以实时变化的制动力，保证超导线在绕制过程中张力的恒定，实现被动盘恒张力放线；在被动盘上设置有一个计数器即控制系统的被动计数器，统计放线盘的转动圈数，并把放线盘的转动圈数输入控制系统，为控制系统的恒张力提供参数；3）张力检测部分： 张力检测部分是指扭矩传感器；扭矩传感器固定在被动盘系统的变速箱的输出轴上；扭矩传感器通过实时检测被动盘的扭矩，并由控制系统换算出超导线所受的张力；4）控制系统：控制系统包括PLC、触摸屏、空气开关、接触器、位置传感器、主动计数器、被动计数器；PLC、触摸屏、空气开关、接触器等安装在控制柜内，位置传感器、主动计数器安装在主动盘上，被动计数器安装在被动盘上；工作时，PLC控制变频器的频率，从而控制主动盘减速机的转速；同时PLC通过控制制动器的供电电流，从而实时控制线性制动器件的扭矩，从而保持张力的恒定；扭矩传感器输出的信号通过变换后在触摸屏上实时显示检测到的绕线张力，并且作为控制张力的依据。