一種用于大型超導(dǎo)線圈絕緣真空壓力浸漬加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超導(dǎo)電工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于大型超導(dǎo)線圈絕緣真空壓力浸漬加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在托卡馬克大型超導(dǎo)磁體制作過程中，為了確保磁體線圈具有足夠的絕緣和機(jī)械強(qiáng)度，線圈導(dǎo)體將按照一定形式纏繞玻璃絲帶和聚酰亞胺的復(fù)合帶，后采用真空壓力浸漬(VPI)樹脂的方式進(jìn)行絕緣固化處理。在固化處理過程中，按照真空壓力浸漬工藝的要求，需要將線圈加熱到樹脂的凝膠和固化溫度，并分別保持一段時(shí)間，在此期間，要求整個(gè)線圈的溫度均勻，線圈溫度也必須按照一定的速率上升。
[0003]為了保證絕緣質(zhì)量，線圈的整體溫度必須均勻。對(duì)于大型超導(dǎo)線圈，如果截面尺寸較大，常用的外部加熱方式將不可避免地產(chǎn)生內(nèi)外溫差，很難滿足真空壓力浸漬工藝對(duì)線圈溫度均勻性的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種用于大型超導(dǎo)線圈絕緣真空壓力浸漬加熱裝置。
[0005]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種用于大型超導(dǎo)線圈絕緣真空壓力浸漬加熱裝置，包括有超導(dǎo)線圈、加熱帶、溫度計(jì)、真空壓力浸漬模具、溫控儀、電力調(diào)整器、直流電源和內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)，所述的超導(dǎo)線圈位于真空壓力浸漬模具的內(nèi)部，加熱帶纏繞在真空壓力浸漬模具表面，加熱帶和真空壓力浸漬模具外有保溫層，所述的溫度計(jì)位于真空壓力浸漬模具表面，所述的加熱帶的兩端分別與電力調(diào)整器連接，電力調(diào)整器與溫控儀連接，溫控儀與溫度計(jì)連接，直流電源分別與超導(dǎo)線圈和內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)連接，內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)與超導(dǎo)線圈連接。內(nèi)、外加熱系統(tǒng)同步工作，且使用線圈導(dǎo)體的電阻-溫度關(guān)系特性進(jìn)行內(nèi)部加熱控溫。
[0007]擬合得出超導(dǎo)線圈電阻與溫度直接的關(guān)系，得出R-T關(guān)系式；
[0008]溫度計(jì)布置在模具上，與加熱帶、溫控儀、電力調(diào)整器連接，形成閉環(huán)回路，作為外部加熱控制系統(tǒng)。外部加熱的主要目的是使得真空壓力浸漬系統(tǒng)處于絕熱環(huán)境中，外部加熱系統(tǒng)控溫是通過布置在模具上的溫度計(jì)采集實(shí)時(shí)模具溫度，與設(shè)定值進(jìn)行比較，將控制信號(hào)反饋到電力調(diào)整器，通過調(diào)節(jié)加熱帶功率調(diào)節(jié)加熱速率和模具溫度；
[0009]線圈內(nèi)部加熱系統(tǒng)是通過直流電源給線圈通入電流，由線圈自身電阻產(chǎn)生的焦耳熱對(duì)線圈進(jìn)行加熱；
[0010]加熱過程中，為了保證線圈內(nèi)外溫度的均勻性，內(nèi)外加熱系統(tǒng)以相同的起點(diǎn)和速率進(jìn)行加熱；
[0011]內(nèi)部加熱是真空壓力浸漬過程中線圈的主要熱來源，采用內(nèi)部加熱方式能夠很好的滿足浸漬過程中對(duì)溫度均勻的要求。內(nèi)部加熱的溫度控制是通過調(diào)節(jié)直流電源的輸入電流進(jìn)行控制。在浸漬過程中，內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)地采集線圈的電位并計(jì)算線圈的實(shí)時(shí)電阻，通過R-T關(guān)系式得出線圈的實(shí)時(shí)溫度，并將此反饋給直流電源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制；
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型提出內(nèi)外同步焦耳加熱的方式對(duì)線圈進(jìn)行加熱，通過線圈本身的電阻，給線圈通入電流產(chǎn)生焦耳熱的方式使得線圈的溫度上升，達(dá)到需要的溫度，同時(shí)在線圈外部同步進(jìn)行加熱，為線圈內(nèi)部加熱提供一個(gè)絕熱環(huán)境。由于導(dǎo)體本身產(chǎn)生的焦耳熱均勻地分布在整個(gè)線圈截面內(nèi)，而且線圈和外部環(huán)境不進(jìn)行熱交換，因此避免了線圈內(nèi)外溫差的產(chǎn)生。
[0013]超導(dǎo)線圈內(nèi)部不允許存在溫度測(cè)量傳感器，因此在浸漬過程中對(duì)線圈溫度進(jìn)行測(cè)量是真空壓力浸漬過程中的又一難點(diǎn)。本實(shí)用新型提出通過測(cè)量線圈電阻的方式對(duì)線圈溫度進(jìn)行測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)控溫。通過在線圈接頭處布置電位線，實(shí)時(shí)測(cè)量線圈的電壓與電流，計(jì)算出線圈的電阻值，再通過建立的電阻與溫度關(guān)系，計(jì)算線圈的實(shí)時(shí)溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)線圈溫度的控制。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種用于大型超導(dǎo)線圈絕緣真空壓力浸漬加熱裝置，包括有超導(dǎo)線圈1、加熱帶2、溫度計(jì)3、真空壓力浸漬模具4、溫控儀6、電力調(diào)整器7、直流電源8和內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)9，所述的超導(dǎo)線圈1位于真空壓力浸漬模具4的內(nèi)部，加熱帶2纏繞在真空壓力浸漬模具4表面，加熱帶2和真空壓力浸漬模具4外有保溫層5，所述的溫度計(jì)3位于真空壓力浸漬模具4表面，所述的加熱帶2的兩端分別與電力調(diào)整器7連接，電力調(diào)整器7與溫控儀6連接，溫控儀6與溫度計(jì)3連接，直流電源8分別與超導(dǎo)線圈1和內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)9連接，內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)9與超導(dǎo)線圈1連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于大型超導(dǎo)線圈絕緣真空壓力浸漬加熱裝置，其特征在于:包括有超導(dǎo)線圈、加熱帶、溫度計(jì)、真空壓力浸漬模具、溫控儀、電力調(diào)整器、直流電源和內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)，所述的超導(dǎo)線圈位于真空壓力浸漬模具的內(nèi)部，加熱帶纏繞在真空壓力浸漬模具表面，加熱帶和真空壓力浸漬模具外有保溫層，所述的溫度計(jì)位于真空壓力浸漬模具表面，所述的加熱帶的兩端分別與電力調(diào)整器連接，電力調(diào)整器與溫控儀連接，溫控儀與溫度計(jì)連接，直流電源分別與超導(dǎo)線圈和內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)連接，內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)與超導(dǎo)線圈連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于大型超導(dǎo)線圈絕緣真空壓力浸漬加熱裝置，包括有超導(dǎo)線圈、加熱帶、溫度計(jì)、真空壓力浸漬模具、溫控儀、電力調(diào)整器、直流電源和內(nèi)部加熱控制系統(tǒng)，所述的超導(dǎo)線圈位于真空壓力浸漬模具的內(nèi)部，加熱帶纏繞在真空壓力浸漬模具表面，加熱帶和真空壓力浸漬模具外有保溫層。本實(shí)用新型提出內(nèi)外同步焦耳加熱的方式對(duì)線圈進(jìn)行加熱，通過線圈本身的電阻，給線圈通入電流產(chǎn)生焦耳熱的方式使得線圈的溫度上升，達(dá)到需要的溫度，同時(shí)在線圈外部同步進(jìn)行加熱，為線圈內(nèi)部加熱提供一個(gè)絕熱環(huán)境。由于導(dǎo)體本身產(chǎn)生的焦耳熱均勻地分布在整個(gè)線圈截面內(nèi)，而且線圈和外部環(huán)境不進(jìn)行熱交換，因此避免了線圈內(nèi)外溫差的產(chǎn)生。
【IPC分類】B29C35/02, B29C70/54, B29C70/34
【公開號(hào)】CN205075365
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520804195
【發(fā)明人】吳歡, 宋云濤, 鄒春龍, 商明明, 胡兵, 俞小伍, 沈光, 吳維越, 陸坤, 衛(wèi)靖
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日