專利名稱：一種超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置和調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線圈繞制加力裝置和調(diào)節(jié)方法，特別涉及一種用于超導(dǎo)線圈繞制過程中自動(dòng)排線的軸向加力裝置和調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
超導(dǎo)線圈在通電過程中由于電磁效應(yīng)的存在，巨大的電流會(huì)導(dǎo)致磁體周圍產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)力作用下，線圈的軸向和徑向都會(huì)受到拉力或壓力，表現(xiàn)在磁體的單根導(dǎo)線上為超導(dǎo)線內(nèi)部的拉應(yīng)力和超導(dǎo)線之間的匝間軸向推力。超導(dǎo)線在外力作用下會(huì)發(fā)生變形或移動(dòng)，而超導(dǎo)線在超導(dǎo)通電時(shí)的局部移動(dòng)就會(huì)引發(fā)超導(dǎo)線突然喪失超導(dǎo)特性，瞬間從零電阻恢復(fù)至常態(tài)電阻。此時(shí)在大電流和常態(tài)電阻聯(lián)合作用下磁體內(nèi)局部瞬間生成大量的焦耳熱量。該熱量無法短時(shí)間傳播散開，而引起局部線圈的燒蝕損毀。因此，磁體內(nèi)部超導(dǎo)線排列的穩(wěn)固致密與充分填充對(duì)磁體穩(wěn)定性來說至關(guān)重要。所以在超導(dǎo)線圈的制造過程中，關(guān)鍵問題之一就是要盡量減少或消除線圈內(nèi)部導(dǎo)線之間的間隙，從而提高超導(dǎo)線圈穩(wěn)定性，盡量減小線圈失超的可能性。此外，從磁體儲(chǔ)能效率方面而言，提高超導(dǎo)線排列的密實(shí)程度可以增加線圈安匝數(shù)，從而提高磁體儲(chǔ)能密度，增加磁體工作效率。因此，超導(dǎo)磁體設(shè)計(jì)要求超導(dǎo)線圈繞制過程中超導(dǎo)線排列盡量穩(wěn)固致密與間隙填充密實(shí)?，F(xiàn)有超導(dǎo)線圈制造工藝中對(duì)于超導(dǎo)線排列間隙的填充一般是通過先液態(tài)填充、后凝固強(qiáng)化的方法來完成的。具體來說分為超導(dǎo)線圈的干繞和濕繞兩種。所謂干繞，就是在不添加任何膠粘劑的情況下，先將超導(dǎo)線按照設(shè)計(jì)規(guī)格繞制成為超導(dǎo)線圈，然后將線圈進(jìn)行真空浸潰環(huán)氧樹脂液體、或者石蠟液體等，使液體在壓差作用下滲入并填充超導(dǎo)線圈內(nèi)部的超導(dǎo)線間隙內(nèi)，待液體固化后得到密實(shí)的超導(dǎo)線圈。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是繞制快速，自動(dòng)化程度高，允許超導(dǎo)線繞制過程中產(chǎn)生一些間隙。其缺點(diǎn)在于磁體線圈整體超導(dǎo)線安匝密度低，電流密度小，儲(chǔ)能密度較低。所謂濕繞，就是將液態(tài)環(huán)氧樹脂膠體先涂覆于超導(dǎo)線上，超導(dǎo)線圈一邊繞制、一邊涂膠，線圈繞制完成的同時(shí)液態(tài)環(huán)氧樹脂膠體也將超導(dǎo)線間隙填充完畢。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是超導(dǎo)線排列緊密，效率高，操作便利，不需要專門的真空浸潰設(shè)備，適合于大型超導(dǎo)磁體的制造。但是其工藝特點(diǎn)決定了對(duì)超導(dǎo)線圈繞制過程中的超導(dǎo)線排列間隙的同步控制要求嚴(yán)格。在現(xiàn)有的超導(dǎo)線圈濕繞工藝中，超導(dǎo)線排列間隙的同步控制還沒有很好地得到解決。一般只是通過在繞線機(jī)的自動(dòng)排線裝置中預(yù)先設(shè)置自動(dòng)排線架位移速率和步長(zhǎng)的方法，使超導(dǎo)線盡量按照預(yù)設(shè)位置排放。但是在實(shí)際操作中，由于自動(dòng)排線裝置只能通過拉緊超導(dǎo)線的方式使超導(dǎo)線盡量箍緊線圈骨架?？墒浅瑢?dǎo)線圈的側(cè)方匝間并不受壓力，不能保證超導(dǎo)線匝間靠緊，因此超導(dǎo)線圈匝間間隙無法通過現(xiàn)有的自動(dòng)排線裝置得到有效控制。現(xiàn)有解決辦法只能是，通過人工干預(yù)的辦法在繞制線圈過程中始終向超導(dǎo)線匝間軸向施加推力，使超導(dǎo)線匝間靠緊。這種方法不但效率低下，耗費(fèi)大量人工成本，而且無法準(zhǔn)確定量控制軸向推力，由于人工推力難于精確控制，造成超導(dǎo)線圈匝間間隙變化，從而影響超導(dǎo)線圈整體安匝數(shù)的準(zhǔn)確性，使得磁體最終參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)偏差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有超導(dǎo)線圈繞制工藝中存在的超導(dǎo)線匝間間隙無法準(zhǔn)確有效控的問題，提出一種用于超導(dǎo)線圈繞制過程中自動(dòng)排線軸向加力裝置和調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明在不改變現(xiàn)有的超導(dǎo)線圈繞制自動(dòng)排線裝置的前提下，通過加裝少許部件，就能完成對(duì)超導(dǎo)線圈匝間間隙的準(zhǔn)確有效控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，功能齊全。本發(fā)明的技術(shù)方案在于:一種超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置，該裝置由支撐臂、導(dǎo)向臂、加力彈簧、壓線輪、角位移傳感器和信號(hào)處理模塊組成。該軸向加力裝置通過支撐臂安裝固定在繞線機(jī)排線架的端部，通過壓線輪與超導(dǎo)線圈靠緊，并對(duì)超導(dǎo)線圈施加軸向壓緊力，通過角位移傳感器、信號(hào)處理模塊與繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件連接。所述的導(dǎo)向臂的整體呈“C”形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向臂的上端與支撐臂鉸接，導(dǎo)向臂能夠在與支撐臂構(gòu)成的平面內(nèi)繞鉸接點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)向臂的中部與加力彈簧連接固。;導(dǎo)向臂的下端與壓線輪連接。所述的支撐臂固定在繞線機(jī)排線架端部的下方，并與導(dǎo)向臂鉸接。所述的加力彈簧的一端連接在支撐臂下部，加力彈簧的另一端連接在導(dǎo)向臂中部。所述的壓線輪材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍，該種材質(zhì)比較光滑，不會(huì)對(duì)超導(dǎo)線的絕緣層造成損壞，同時(shí)材質(zhì)彈性小，可以保證加力彈簧的張力能夠準(zhǔn)確傳遞到壓線輪與超導(dǎo)線的接觸面上。所述的壓線輪為圓錐體形狀，裝在中心軸上，并能夠圍繞中心軸桿自由轉(zhuǎn)動(dòng)，中心軸與導(dǎo)向臂的下端連接，壓線輪的圓錐形側(cè)面與超導(dǎo)線側(cè)面相切并靠緊超導(dǎo)線，壓線輪在加力彈簧的張力作用下沿超導(dǎo)線圈軸向方向壓緊超導(dǎo)線圈，消除超導(dǎo)線圈匝間的間隙。在導(dǎo)向臂與支撐臂鉸接的位置安裝有角位移傳感器，用于實(shí)時(shí)測(cè)量導(dǎo)向臂與支撐臂的夾角大小，并將信號(hào)反饋給繞線機(jī)系統(tǒng)。所述的信號(hào)處理模塊具有數(shù)據(jù)傳輸和處理功能，用于接收角位移傳感器傳輸?shù)膶?shí)時(shí)角度信號(hào)和繞線機(jī)排線架的實(shí)時(shí)位置信號(hào)，并對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將指令傳輸給繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件，調(diào)節(jié)繞線機(jī)排線架的運(yùn)行。本發(fā)明超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置可以用于超導(dǎo)線圈從左往右排線，也可以用于超導(dǎo)線圈從右往左排線。本發(fā)明超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置的調(diào)節(jié)方法是:首先通過信號(hào)處理模塊接收角位移傳感器測(cè)量到的導(dǎo)向臂與支撐臂夾角大小的實(shí)時(shí)角度信號(hào)和繞線機(jī)排線架的實(shí)時(shí)位置信號(hào)；然后信號(hào)處理模塊對(duì)上述信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的正常值進(jìn)行比較，分析軸向加力裝置、繞線機(jī)排線架與超導(dǎo)線圈三者的實(shí)時(shí)位置關(guān)系后，做出對(duì)繞線機(jī)排線架的調(diào)整指令；再將調(diào)整指令傳輸給繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件，調(diào)節(jié)繞線機(jī)排線架的運(yùn)行，使導(dǎo)向臂與支撐臂夾角和繞線機(jī)排線架的實(shí)時(shí)位置恢復(fù)到正常范圍內(nèi)，或及時(shí)停止繞線機(jī)系統(tǒng)工作；具體來說，當(dāng)角度位移傳感器測(cè)量到導(dǎo)向臂與支撐臂的夾角處于預(yù)設(shè)的正常值范圍內(nèi)，且繞線機(jī)排線架位于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明繞線機(jī)處于正常工作狀態(tài)，軸向加力裝置將通過加力彈簧的伸縮調(diào)節(jié)壓線輪的軸向壓緊力，來控制超導(dǎo)線圈內(nèi)的超導(dǎo)線匝間間隙；當(dāng)角度位移傳感器測(cè)量到導(dǎo)向臂與支撐臂的夾角處于預(yù)設(shè)的正常值范圍內(nèi)，而繞線機(jī)排線架不在正常的設(shè)定位置范圍時(shí)，信號(hào)處理模塊將指令繞線機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整繞線機(jī)排線架恢復(fù)到正常的設(shè)定位置范圍內(nèi)；當(dāng)角度位移傳感器測(cè)量到導(dǎo)向臂與支撐臂的夾角小于預(yù)設(shè)下限值，且繞線機(jī)排線架位于或者超前于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明壓線輪超前，軸向壓緊力偏小，信號(hào)處理模塊將指令繞線機(jī)系統(tǒng)減小繞線機(jī)排線架的向前移動(dòng)速度，甚至?xí)和Ｏ蚯耙苿?dòng)，以增大加力彈簧的拉伸量，即增大壓線輪的軸向壓緊力；當(dāng)角度位移傳感器測(cè)量到導(dǎo)向臂與支撐臂的夾角小于預(yù)設(shè)下限值，且繞線機(jī)排線架落后于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明超導(dǎo)線圈遇到壓線輪未處于正確位置、或者超導(dǎo)線出現(xiàn)跳層的異?，F(xiàn)象，信號(hào)處理模塊將自動(dòng)報(bào)警，并指令繞線機(jī)系統(tǒng)停止工作；當(dāng)角度位移傳感器測(cè)量到導(dǎo)向臂與支撐臂的夾角大于預(yù)設(shè)上限值，說明超導(dǎo)線圈遇到排線異常阻礙，信號(hào)處理模塊將自動(dòng)報(bào)警，并指令繞線機(jī)系統(tǒng)停止工作。本發(fā)明的特點(diǎn)在于在不改變現(xiàn)有的超導(dǎo)線圈繞制自動(dòng)排線裝置的前提下，通過加裝少許部件，就能完成對(duì)超導(dǎo)線圈匝間間隙的準(zhǔn)確有效控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，功能齊全。
圖1安裝本發(fā)明的軸向加力裝置后的繞線機(jī)系統(tǒng)示意圖；圖2本發(fā)明的軸向加力裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明的軸向加力裝置的壓線輪與超導(dǎo)線接觸部位局部示意圖；圖4本發(fā)明的軸向加力裝置的調(diào)節(jié)方法示意框圖；圖5現(xiàn)有的未安裝本發(fā)明的軸向加力裝置的繞線機(jī)系統(tǒng)示意圖。以上圖中:1超導(dǎo)線圈、2軸向加力裝置、3繞線機(jī)排線架、4放線軸、5繞線軸、6導(dǎo)向臂、7角度位移傳感器、8支撐臂、9加力彈簧、10壓線輪。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。超導(dǎo)線圈I的繞制過程就是:放線軸4上的超導(dǎo)線在電機(jī)帶動(dòng)下，通過繞線機(jī)排線架3規(guī)則繞制在繞線軸5上、形成超導(dǎo)線圈I的過程。在目前常用的超導(dǎo)線圈繞線系統(tǒng)中，沒有軸向排線裝置，如圖5所示。超導(dǎo)線圈I的軸向匝間間隙的控制，只能通過兩種方法完成，一是通過排線架的軸向移動(dòng)間接帶動(dòng)控制下方超導(dǎo)線圈的軸向間隙。但是由于不是直接控制，這種控制作用對(duì)導(dǎo)線的壓緊作用效果不顯著，容易造成匝間間隙的增大。二是通過人工直接對(duì)線圈軸向施力擠壓超導(dǎo)線，驅(qū)趕超導(dǎo)線圈的匝間間隙。這種作用比較直接，效果明顯，但是需要工人在繞制線圈的過程中全程加力，工作強(qiáng)度大，而且對(duì)人工影響因素對(duì)超導(dǎo)線圈間隙控制質(zhì)量大。本發(fā)明的軸向加力裝置2由支撐臂8、導(dǎo)向臂6、加力彈簧9、壓線輪10、角位移傳感器7和信號(hào)處理模塊組成。本發(fā)明的軸向加力裝置2通過支撐臂8安裝固定在繞線機(jī)排線架3的端部，通過壓線輪10與超導(dǎo)線圈I靠緊，并對(duì)超導(dǎo)線圈I施加軸向壓緊力，通過角位移傳感器7、信號(hào)處理模塊與繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件連接，如圖2所示。導(dǎo)向臂6呈“C”形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向臂6的上端與支撐臂8鉸接，能夠在與支撐臂8構(gòu)成的平面內(nèi)繞鉸接點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)向臂6的中部與加力彈簧9連接固定。導(dǎo)向臂6的下端與壓線輪10連接。支撐臂9固定在繞線機(jī)排線架端部的下方，并與導(dǎo)向臂6鉸接。加力彈簧9的一端連接在支撐臂8的下部，加力彈簧9的另一端連接在導(dǎo)向臂6的中部。壓線輪10的材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍，該種材質(zhì)比較光滑，不會(huì)對(duì)超導(dǎo)線的絕緣層造成損壞，同時(shí)材質(zhì)彈性小，可以保證加力彈簧9的張力能夠準(zhǔn)確傳遞到壓線輪10與超導(dǎo)線的接觸面上。壓線輪10為圓錐體形狀，裝在中心軸上，并能夠圍繞中心軸桿自由轉(zhuǎn)動(dòng)，中心軸與導(dǎo)向臂6的下端連接，壓線輪10的圓錐形側(cè)面與超導(dǎo)線側(cè)面相切并靠緊超導(dǎo)線，如圖3所示。壓線輪10在加力彈簧9的張力作用下沿超導(dǎo)線圈I軸向方向壓緊超導(dǎo)線圈1，消除超導(dǎo)線圈I匝間的間隙。導(dǎo)向臂6與支撐臂8鉸接的位置安裝有角位移傳感器7，用于實(shí)時(shí)測(cè)量導(dǎo)向臂6與支撐臂8的夾角大小。信號(hào)處理模塊具有數(shù)據(jù)傳輸和處理功能，用于接收角位移傳感器7傳輸?shù)膶?shí)時(shí)角度信號(hào)和繞線機(jī)排線架3的實(shí)時(shí)位置信號(hào)，并對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將指令傳輸給繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件，調(diào)節(jié)繞線機(jī)排線架3的運(yùn)行，如圖4所示。安裝有本發(fā)明的軸向加力裝置2的繞線機(jī)系統(tǒng)在繞制前，軸向加力裝置2在安裝時(shí)其加力彈簧9需要預(yù)設(shè)為適當(dāng)張緊狀態(tài)，目的在于使壓線輪10給予超導(dǎo)線圈I 一定的軸向預(yù)緊壓力，壓力一般為5-20牛頓。當(dāng)超導(dǎo)線圈I開始繞制時(shí)，繞線機(jī)排線架3根據(jù)程序設(shè)定的速度與從“后”向“前”緩慢移動(dòng)，以保持超導(dǎo)線始終在繞制線圈的正確入線位置，并保證軸向加力裝置2的壓線輪10以適當(dāng)?shù)妮S向壓緊力壓緊超導(dǎo)線圈1，如圖1所示。本發(fā)明超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置2的調(diào)節(jié)方法是:首先通過信號(hào)處理模塊接收角位移傳感器7測(cè)量到的導(dǎo)向臂6與支撐臂8夾角大小的實(shí)時(shí)角度信號(hào)和繞線機(jī)排線架3的實(shí)時(shí)位置信號(hào)；然后信號(hào)處理模塊對(duì)上述信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的正常值進(jìn)行比較，分析軸向加力裝置、繞線機(jī)排線架3與超導(dǎo)線圈I三者的實(shí)時(shí)位置關(guān)系后，做出對(duì)繞線機(jī)排線架3的調(diào)整指令；再將調(diào)整指令傳輸給繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件，調(diào)節(jié)繞線機(jī)排線架3的運(yùn)行，使導(dǎo)向臂6與支撐臂8夾角和繞線機(jī)排線架3的實(shí)時(shí)位置恢復(fù)到正常范圍內(nèi)，或及時(shí)停止繞線機(jī)系統(tǒng)工作。具體來說，當(dāng)角度位移傳感器7測(cè)量到導(dǎo)向臂6與支撐臂8的夾角處于預(yù)設(shè)的正常值范圍內(nèi)，且繞線機(jī)排線架3位于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明繞線機(jī)處于正常工作狀態(tài)，軸向加力裝置2將通過加力彈簧9的伸縮調(diào)節(jié)壓線輪10的軸向壓緊力，來控制超導(dǎo)線圈I內(nèi)的超導(dǎo)線匝間間隙；當(dāng)角度位移傳感器7測(cè)量到導(dǎo)向臂6與支撐臂8的夾角處于預(yù)設(shè)的正常值范圍內(nèi)，而繞線機(jī)排線架3不在正常的設(shè)定位置范圍時(shí)，信號(hào)處理模塊將指令繞線機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整繞線機(jī)排線架3恢復(fù)到正常的設(shè)定位置范圍內(nèi)；當(dāng)角度位移傳感器7測(cè)量到導(dǎo)向臂6與支撐臂8的夾角小于預(yù)設(shè)下限值，且繞線機(jī)排線架3位于或者超前于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明壓線輪10超前，軸向壓緊力偏小，信號(hào)處理模塊將指令繞線機(jī)系統(tǒng)減小繞線機(jī)排線架3的向前移動(dòng)速度，甚至?xí)和Ｏ蚯耙苿?dòng)，以增大加力彈簧9的拉伸量，即增大壓線輪10的軸向壓緊力，避免壓緊力不足造成超導(dǎo)線間隙過大無法消除；
當(dāng)角度位移傳感器7測(cè)量到導(dǎo)向臂6與支撐臂8的夾角小于預(yù)設(shè)下限值，且繞線機(jī)排線架3落后于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明超導(dǎo)線圈I遇到壓線輪10未處于正確位置、或者超導(dǎo)線出現(xiàn)跳層的異?，F(xiàn)象，信號(hào)處理模塊將自動(dòng)報(bào)警，并指令繞線機(jī)系統(tǒng)停止工作，避免意外出現(xiàn)；當(dāng)角度位移傳感器7測(cè)量到導(dǎo)向臂6與支撐臂8的夾角大于預(yù)設(shè)上限值，說明超導(dǎo)線圈I遇到排線異常阻礙，信號(hào)處理模塊將自動(dòng)報(bào)警，并指令繞線機(jī)系統(tǒng)停止工作，避免壓緊力過大造成超導(dǎo)線損傷，甚至造成軸向加力裝置損壞。本發(fā)明裝置可以用于超導(dǎo)線圈從左往右排線，也可以用于超導(dǎo)線圈從右往左排線。圖2中的兩個(gè)軸向加力裝置分別用于從左往右排線和從右往左排線。
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置，其特征在于所述的裝置由支撐臂(8)、導(dǎo)向臂(6)、加力彈簧(9)、壓線輪(10)、角位移傳感器(7)和信號(hào)處理模塊組成；所述的裝置通過支撐臂(8)安裝固定在繞線機(jī)排線架(3)的端部，通過壓線輪(10)與超導(dǎo)線圈(1)靠緊，并對(duì)超導(dǎo)線圈(I)施加軸向壓緊力，通過角位移傳感器(7)、信號(hào)處理模塊與繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件連接；導(dǎo)向臂(6)呈“C”形，導(dǎo)向臂(6)的上端與支撐臂(8)鉸接，導(dǎo)向臂(6)能夠在與支撐臂(8 )構(gòu)成的平面內(nèi)繞鉸接點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)向臂(6 )的中部與加力彈簧(9 )連接固定，導(dǎo)向臂(6)的下端與壓線輪(10)連接；支撐臂(8)固定在繞線機(jī)排線架(3)端部的下方，并與導(dǎo)向臂(8)鉸接；加力彈簧(9)的一端連接在支撐臂(8)下部，另一端連接在導(dǎo)向臂(8)的中部；壓線輪(10)為圓錐體形狀，裝在中心軸上，并能夠圍繞中心軸桿自由轉(zhuǎn)動(dòng)，中心軸與導(dǎo)向臂(6)的下端連接，壓線輪(10)的圓錐形側(cè)面與超導(dǎo)線側(cè)面相切并靠緊超導(dǎo)線，壓線輪(10)在加力彈簧(9)的張力作用下沿超導(dǎo)線圈(1)軸向方向壓緊超導(dǎo)線圈(1)，消除超導(dǎo)線圈(1)匝間的間隙；導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)鉸接的位置安裝有角位移傳感器(7)，角位移傳感器(7)用于實(shí)時(shí)測(cè)量導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)的夾角大??；信號(hào)處理模塊具有數(shù)據(jù)傳輸和處理功能，用于接收角位移傳感器(7)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)角度信號(hào)和繞線機(jī)排線架(3)的實(shí)時(shí)位置信號(hào)，并對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將指令傳輸給繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件，調(diào)節(jié)繞線機(jī)排線架(3)的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置，其特征在于所述的軸向加力裝置(2)用于超導(dǎo)線圈從左往右排線，或用于超導(dǎo)線圈從右往左排線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置，其特征在于所述的壓線輪(10)的材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置的調(diào)節(jié)方法，其特征在于首先通過信號(hào)處理模塊接收角位移傳感器(7)測(cè)量到的導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)夾角大小的實(shí)時(shí)角度信號(hào)和繞線機(jī)排線架(3)的實(shí)時(shí)位置信號(hào)；然后信號(hào)處理模塊對(duì)上述信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的正常值進(jìn)行比較，分析軸向加力裝置、繞線機(jī)排線架(3)與超導(dǎo)線圈(1)三者的實(shí)時(shí)位置關(guān)系后，做出對(duì)繞線機(jī)排線架(3)的調(diào)整指令；再將調(diào)整指令傳輸給繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件，調(diào)節(jié)繞線機(jī)排線架(3)的運(yùn)行，使導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)夾角和繞線機(jī)排線架(3)的實(shí)時(shí)位置恢復(fù)到正常范圍內(nèi)，或及時(shí)停止繞線機(jī)系統(tǒng)工作；當(dāng)角度位移傳感器(7)測(cè)量到導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)的夾角處于預(yù)設(shè)的正常值范圍內(nèi)，且繞線機(jī)排線架(3)位于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明繞線機(jī)處于正常工作狀態(tài)，信號(hào)處理模塊不干預(yù)繞線機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，軸向加力裝置將通過加力彈簧(9)的伸縮調(diào)節(jié)壓線輪(10)的軸向壓緊力，來控制超導(dǎo)線圈(1)內(nèi)的超導(dǎo)線匝間間隙；當(dāng)角度位移傳感器(7)測(cè)量到導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)的夾角處于預(yù)設(shè)的正常值范圍內(nèi)，而繞線機(jī)排線架(3)不在正常的設(shè)定位置范圍時(shí)，信號(hào)處理模塊將指令繞線機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整繞線機(jī)排線架(3)恢復(fù)到正常的設(shè)定位置范圍內(nèi)；當(dāng)角度位移傳感器(7)測(cè)量到導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)的夾角小于預(yù)設(shè)下限值，且繞線機(jī)排線架(3)位于或者超前于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明壓線輪(10)超前，軸向壓緊力偏小，信號(hào)處理模塊將指令繞線機(jī)系統(tǒng)減小繞線機(jī)排線架(3)的向前移動(dòng)速度，甚至?xí)和Ｏ蚯耙苿?dòng)，以增大加力彈簧(9)的拉伸量，即增大壓線輪(10)的軸向壓緊力；當(dāng)角度位移傳感器(7)測(cè)量到導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)的夾角小于預(yù)設(shè)下限值，且繞線機(jī)排線架(3)落后于設(shè)定的正常位置范圍內(nèi)時(shí)，說明超導(dǎo)線圈(1)遇到壓線輪(10)未處于正確位置、或者超導(dǎo)線出現(xiàn)跳層的異常現(xiàn)象，信號(hào)處理模塊將自動(dòng)報(bào)警，并指令繞線機(jī)系統(tǒng)停止工作；當(dāng)角度位移傳感器(7)測(cè)量到導(dǎo)向臂(6)與支撐臂(8)的夾角大于預(yù)設(shè)上限值時(shí)，說明超導(dǎo)線圈(I)遇到排線異常阻礙，信號(hào)處理模塊 將自動(dòng)報(bào)警，并指令繞線機(jī)系統(tǒng)停止工作。
全文摘要
一種超導(dǎo)線圈繞制排線的軸向加力裝置，由支撐臂、導(dǎo)向臂、加力彈簧、壓線輪、角位移傳感器和信號(hào)處理模塊組成。該裝置通過支撐臂安裝固定在繞線機(jī)排線架的端部，通過壓線輪與超導(dǎo)線圈靠緊，并施加軸向壓緊力，通過角位移傳感器、信號(hào)處理模塊與繞線機(jī)系統(tǒng)的控制部件連接。導(dǎo)向臂的整體呈“C”形結(jié)構(gòu)，上端與支撐臂鉸接，中部與加力彈簧連接固定，下端與壓線輪連接。角位移傳感器用于測(cè)量導(dǎo)向臂與支撐臂的夾角大小，信號(hào)處理模塊用于接收角位移傳感器傳輸?shù)膶?shí)時(shí)角度信號(hào)和繞線機(jī)排線架的實(shí)時(shí)位置信號(hào)，調(diào)節(jié)繞線機(jī)排線架的運(yùn)行。本發(fā)明在不改變現(xiàn)有的超導(dǎo)線圈繞制自動(dòng)排線裝置的前提下，通過加裝少許部件，便能完成對(duì)超導(dǎo)線圈匝間間隙的準(zhǔn)確控制。
文檔編號(hào)H01F6/06GK103117170SQ20131004197
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者程軍勝, 李蘭凱, 戴銀明, 王秋良 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所