[发明专利]一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构

说明书

本发明公开了一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其包括低温容器，低温容器内设置有高温超导磁体，高温超导磁体包括线圈盒，线圈盒通过线圈盖封装，线圈盒内设置有若干层相互堆叠的高温超导线圈，高温超导线圈之间通过导冷盘隔开；高温超导线圈的内侧和外侧分别设置有内铝块和外铝块，内铝块套在线圈骨架上，外铝块外设置有紧固件；线圈盒固定在磁体传力杆上，磁体传力杆内设置有顶杆，顶杆的一端与低温容器的薄壁面接触，顶杆的另一端穿过低温容器的厚壁面与支撑机构连接。本发明实现了高温超导电动悬浮磁体在低温容器中的可拆装，限制了低温容器的形变量，提高了高温超导磁体的温度分布均匀性，减少了高温超导磁体闭环运行时的接头数量。

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，具体涉及一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构。

背景技术

超导电动磁悬浮技术已经过时速603公里载人运行检验，是未来超高速地面轨道交通技术的主要发展方向之一。

超导电动磁悬浮列车的核心部件是车载超导磁体，分为车载低温超导磁体和车载高温超导磁体。低温超导磁体需采用液氦(4.2K)冷却，其低温结构复杂，制冷成本高；高温超导磁体可采用液氮(77K)、固氮和制冷机传导等方式冷却，其低温结构相对简单、制冷成本低，因此，高温超导磁体在电动磁悬浮列车中更具应用前景。

高温超导材料在20～50K温度区间具备较强的载流能力。液氮温度为77K，不能使高温超导磁体充分发挥超导特性。固氮能够为高温超导磁体提供20～50K温度环境，但固氮降温时间长、机械性能差。制冷机传导冷却可使高温超导磁体工作于20～50K温区，且相对固氮冷却方式降温时间更短、低温结构更加简单。因此，制冷机传导冷却方式更适合高温超导磁体。

电动磁悬浮中车载超导磁体所处工况非常复杂，不仅存在地面轨道线圈和车载低温容器内金属组件的电磁激扰，还存在列车运行中车体的随机振动。因此，为了提高传导冷却式高温超导电动悬浮磁体系统的稳定性，需解决以下问题：

(1)如何提高超导磁体的温度分布均匀性；

(2)超导磁体的电磁力如何传递到低温容器；

(3)如何降低超导磁体的闭环运行电阻；

(4)如何限制低温容器的形变量。

针对这些问题，本发明提出一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体及其低温结构。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，实现电动悬浮磁体在低温容器中的可拆装，限制低温容器的形变量，提高超导磁体的温度分布均匀性，减少高温超导电动悬浮磁体闭环运行时的接头数量。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种传导冷却式高温超导电动悬浮磁体结构，其包括低温容器，低温容器内设置有高温超导磁体，高温超导磁体包括线圈盒，线圈盒通过线圈盖封装，线圈盒内设置有若干层相互堆叠的高温超导线圈，每层高温超导线圈之间通过导冷盘隔开；高温超导线圈的内侧和外侧分别设置有内铝块和外铝块，内铝块套在线圈骨架上，外铝块外设置有紧固件；线圈盒固定在磁体传力杆上，磁体传力杆内设置有顶杆，顶杆的一端与低温容器的薄壁面接触，顶杆的另一端穿过低温容器的厚壁面与支撑机构连接。

进一步地，厚壁面的厚度大于薄壁面的厚度，薄壁面与厚壁面的连接处设置有密封圈，薄壁面与厚壁面通过螺钉连接。

进一步地，若干高温超导线圈之间相互串联，导冷盘、内铝块和外铝块的表面均设置有绝缘层。

进一步地，线圈盒与线圈盖之间的接触面上贴有提升导冷效果的铟片或涂抹导热硅脂。

进一步地，高温超导磁体的中心掏空形成中心孔。