СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ ОБМОТКИ Советский патент 1994 года по МПК H01F41/06 

Изобретение относится к технологии изготовления сверхпроводящих обмоток из провода на основе соединения Nb₃Sn, отжигаемых после намотки для систем возбуждения криогенных электрических машин и может быть использовано в области электротехники.

Целью изобретения являются расширение технологических возможностей за счет изготовления бескаркасных катушек сложной формы.

На фиг. 1 показана обмотка, полученная по заявляемому способу на намоточном каркасе; на фиг. 2 - то же, поперечные сечения в местах переплетения; на фиг. 3 - то же, после формования; на фиг. 4 - форма прокладки, обеспечивающая высокий коэффициент заполнения обмотки.

Обмотка состоит из сверхпроводящего провода 1 и прокладок 2 и 3, отличающихся лишь расположением в обмотке. Провод намотан на сердечник 4 с прикрепленными к нему щеками 5, имеющими пазы 6. Прокладка имеет в середине уступ 7, обеспечивающий при переплетении укладку противоположных половин прокладки вплотную друг к другу.

Обмотку изготавливают следующим образом. Прокладки укладывают на сердечник каркаса, пропуская их концы через пазы щек перпендикулярно плоскости обмотки, и фиксируют в этом положении укладкой первых витков обмотки из неотожженного провода на основе Nb₃Sn. После намотки первого слоя переплетают половину прокладок, скрепляя тем самым витки первого слоя. После укладки второго слоя переплетают остальные прокладки, скрепляя витки первых двух слоев. Далее процесс повторился, причем шаг переплетения прокладок увеличивали к периферии обмотки до 8-10 слоев, а переплетение одной и другой половин прокладок производили на разных слоях обмотки. Такое расположение прокладок в обмотке обеспечивает сохранение сплошности и взаимного расположения витков обмотки после снятия ее с каркаса и в процессе формования. Прокладки изготавливают из лент прочного пластичного материала, например меди, и покрывают высокотемпературной изоляцией, например жаропрочными стекловолокнами. Формование полученной обмотки производят на трубе из нержавеющей стали, затягивая ее хомутами при небольшом усилии, так как обмотка, скрепленная пластичными прокладками, деформируется значительно легче, чем обмотка, скрепленная частично полимеризованным компаундом. После формования производят отжиг обмотки. На всех операциях не происходило каких-либо повреждений провода и получалась обмотка с высокой критической плотностью тока за счет отсутствия повреждений провода.

Конкретное выполнение способа.

По способу были изготовлены обмотки двухполюсного ротора криотурбогенератора из круглого провода на основе Nb₃Sn диаметром 1 мм, изолированного жаропрочным стекловолокном. Прокладки были изготовлены из меди толщиной 0,5 мм и изолировались чулком из такого же стекловолокна. После намотки с переплетением обмотки формовали на трубе из нержавеющей стали и закрепляли хомутами. А после формования производили отжиг. Испытания обмоток показали, что их ток близок к току короткого образца провода диаметром 1 мм. (56) Зезюльков Е. П. и др. Изготовление полюсных катушек для сверхпроводящих магнитных систем Труды ВНИИЭМ, т. 61, М. 1979, с. 58-61.

Фридман А. А. и др. Экспериментальная и сверхпроводящая обмотка из провода на основе Nb₃Sn. Труды ВНИИЭМ, т. 70, М. 1980, с. 96-100.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ ОБМОТКИ, включающий намотку провода на основе Nd₃Sn на плоский каркас, скрепление витков и отжиг, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет изготовления бескаркасных обмоток сложной формы, скрепление витков осуществляют путем переплетения слоев обмотки прокладками из пластичного материала, например меди, с жаропрочной изоляцией, после чего производят формование.