Обмотка криосоленоида с токоподводом Советский патент 1988 года по МПК H01B17/26 

1

Изобретение относится к об.гтлсти элоктротехникн и может ()ыть зоваио в импульсHi.ix сверхпроводящих и криореяистип11.1х устройстпах, имеющих обмотки с отгюдями для ступенчатого регулирояапия числа витков .

Целью изобретения япляется повышение надежности и экономичности путем Уменьшения теплопритока н низкотемпературную зону криостата, а также уменьшения массы и габаритов

Изобретение поясняется чертежом,

Криосоленоид,размеи1ен1(ый н криос- тате 1, содержит секционированную обмотку 2 и токоподвод 3. Токоподвод состоит из кожуха А,и котором размещен концевой токопроводящий элемент 5, соединенный с концевым отводом обмотки 6, расположенным со стороны регулировочных секций. Концевой токопроводящий элемент охлаждается парами криоат ента, испаряющегося из ванны криостата, Конценой токопроводящий элемент может быть выполнен из электропроводных прутков, проволок, труб, лепт, оплеток и сеток различного сортамента. Эти элементы размещаются внутри кожуха в виде пакета, рулона или пучка для обеспечения наибольшей поверхности теплообмена на единицу заданной площади токонесущего сечения,

На кожухе концевого токопроводяще го элемента размещена высоковольтная изоляция 7, намотанная в виде отдельных слоев, например, из фторопластовой ленты или выполненная из цельных изоляционных труб. Между изоляционными слоями размещены регулировочные токопронодящие элементы 8, подсоединяемые к регулировочным отводам обмотки 9 криосоленоида,Регулировочные токопроводящие элементы выполнены в виде спиралей, образованных лентами, навитых с шагом, превышающих их ширину.

Толщина изоляционных слоев определяется напряжением между соседними лентами, толщина наружного слоя напряжением относительно земли последнего регули1:и1вочного токопроводя- щего элемента 8, при этом регуливоч- ные токопрово;,.ие .элементы по отношению к колиевому токопроводящему элементу 5 распоялт-аются в порядке убывания их потенциалов, Регуливоч- ные токопроводяп ие элементы 8 распа

в.

зеи

е- т

--- -31Д 3

иияются их кс-т nKTiM.tr ко.пьпл И),

обССПеЧИППЮШИС ГЮДСТН /ИПКЧии J)f. ryj-l|ропочных отподоп обмотки 9 и тин 11

,- нагрузки или источника питания, По- перх изоляции 7 можг Т быть размещена электропроподняя оболочка 12, связанная с заземленным фланцем криостата и выравнивающая напряжен10 ность электрического поля при проходе всего моноблока,состояющего из концевого и регулировочных токопрово- дящих элементов, через крышку криостата, )лектропроподная оболочка

15 12 может служить заземлсьп1ым концевым токопроподягцим элементом, соединенным с другим концевым отводом обмотки.

Концевой токопроводящий элемент

/ О (заземленный) 13, соединеннъ1й с концевым отводом 14 обмотки криосоленоида, может располагаться и отдельно от моноблока, содержащего концевой токопроводящий эле;мент 5, соединен25ный с концевым отводом обмотки 6, расположенн,1М с ее регулируемой стороны, и регулировочньш токопроводящие элементы 8,

30 Обмотка криосоленоида с т-окопод- водом работает следуюцц м образом. Концевой токопроводящий элемент 5 бол1 111ую часть времени обеспечивает электрическую связь обмотки криосо- -jc леноида с источником питания или нагрузкой, расположенной в теплой зоне. Регулировочные токопроводящие элементы 8 соединены с отдельными секциями обмотки 2, и ток по

40 ним протекает кратковременно лишь

в те промежутки времени, когда требуется регулирование параметров криосоленоида.

Нб зависимо от длительности проте45 кания тока как концевой 5, так и регулировочные 8 токопроводящие элементы в течение всего времени, когда происходит изменение потокосцеп- ления обмотки криосоленоида,нахо- .

50 дятся под высоким напряжением,

при этом наибольший потенциал имеет концевой токопроводящий элемент 5, потенциалы регулировочных токопрово- дящих элементов 8 уменьшаются с увеgc личением их радиальных размеров. По регулировочным токопроводящим элементам 8 ток протекает, кратковременно . и поэтому большую часть рабочего времени они являются только тепловымн мостами , по которым тепло поступает п низкотемпературную зону.

Концептричиое расположение регулировочных токопроводящих элементов относительно концевого токопрово- дяп(его элемента приводит вследствие уменьшения напряжения, приложенного к изоляции каждого токопрово- дящего элемента, к уменьшению массы и габаритов токопроводящими эле- ментами. Уменьшение толщины изоляции приводит к уменьшению теплопритока в низкотемпературную зону по изоляции токоподвода, который прямо пропорционален суммарно площади ее поперечного сечения.

Помимо уменьшения притока тепла в низкотемпературную зону криоста- та по изоляции существенно умень - шается тепловой поток по регулиро- вочным токопроводящим элементам в случае выполнения их в виде спирали, образованной лентами,шаг которой превышает ширину лент (при этом края лент не замыкаются между со- бой). При таком выполнении и намотке регулировочных токопроводящих элементов увеличивается их длина (длина теплового места) от теплой до холодной зоны. За счет коаксиаль- ного расположения токопроводясцих элементов имеет место выравнивание электрического поля, что обусловливает более надежную работу электрической изоляции, В токоподводах обмоток криосоле- ноидов характерны значительные термические напряжения, обусловленные разностью температур,как в осевом, так и в радиальном направлениях.Осе-

вым напряжения компенсируются,как правило, подвижными элементами (силь- , гибкими вставками), расположенными между токопповодяп ини элементами и неподвижными частями установки, например, крышкой криостата. В данном криосоленоИде радиальные термические напряжения компенсируются в токоподводе за счет использования гофрированных электропроводных лент, что также повышает надежность криосоленоида.

Формула изобретения

1.Обмотка криосоленоида с токо- подводом, содержащая изолированные токопроводящие элементы, соединенные с концевым и регулировочными отводами криос.оленоида, отличающ а- я с я тем,что, с целью повьпвения надежности и экономичности, путем уменьшения теплопритока в низкотемпературную зону криостата,а также « уменьшения массы и габаритов, токопроводящие элементы, соединенные с регулировочными отводами обмотки, расположены концентрично относительно токопроводящего элемента,соединенного, с концевым отводом обмотки.

2.Обмотка по п. 1, о -т л и ч а- ю Щ а я с я тем,что каждый токопро- водящий элемент, соединенный с регулировочными отводами обмотки, выполнен в виде спирали, образован- ной лентами, при этом шаг спирали превьш1ает ширину лент.

3.Обмотка по п. 2, отличающаяся тем,что ленты имеют гофры.

Составитель Б.Серегин Редактор Н.Тимонина Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

Заказ 3389Тираж 746Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4