专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵，是由数个可拆卸的电阻模块堆叠于绝缘桁架上构成的，所述的电阻模块是由多个不锈钢电阻薄片叠置而成，在每相邻的不锈钢电阻薄片之间安装有高温树脂支撑，在单个电阻模块内的不锈钢电阻薄片之间通过多根树脂棒穿通所有的电阻薄片进行固定，在每个电阻模块上都固定有两个电流引线排，通过连接电流引线排将各个电阻模块进行连接。本发明采用单模块可拆卸式组成矩阵，任意两个相邻的矩阵都可以采用串并联的形式，因此本矩阵所组成的最终电阻值灵活可变。单个电阻模块采用不锈钢薄片Z字焊接而成，每相邻的电阻薄片之间用树脂进行固定支撑。

权利要求

1.一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵，其特征在于：是由数个可拆卸的电阻模块堆叠于绝缘桁架上构成的，所述的电阻模块是由多个不锈钢电阻薄片叠置而成，通过串联或并联电阻模块改变电阻矩阵阻值，在每相邻的不锈钢电阻薄片之间安装有耐高温绝缘树脂支撑，在单个电阻模块内的不锈钢电阻薄片之间通过多根G10支撑棒穿通所有的电阻薄片进行固定，在每个电阻模块上都固定有两个电流引线排，通过连接电流引线排将各个电阻模块进行连接；

所述的单个电阻模块可拆卸的置于桁架内，电阻模块采用嵌入式置入，背面通过螺母进行固定；

单个电阻模块内的不锈钢电阻薄片一层一层的并行排列，并将多个不锈钢电阻薄片采用Z字型方式串联焊接成一个整体模块；

所述的电阻模块的外侧为绝缘框架，所述的G10支撑棒的两端分别固定在绝缘框架的内壁上；

电流引线排采用螺栓固定模式，任意相邻两个电流引线排通过软连接的方式进行连接；

在所述不锈钢电阻薄片置于绝缘框架中，框架上下面不装置树脂板，用于风冷的循环；

在所述的绝缘桁架的下方设有通风管道，在绝缘桁架的上方设有吸气装置，其降温方式采用强迫风冷的方式，每一列的模块自下而上都没有阻挡，在所述的绝缘桁架的下方设有进风口，在绝缘桁架的上方设有吸气装置，从而进行热风与空气的快速交换；

所述电阻每两层电阻片之间有多条耐高温绝缘树脂支撑电阻片，保障电阻片在通大电流的过程中的电磁硬力形变在可接受范围，所述电阻片横穿固定多条G10支撑棒用于支撑整个电阻模块以抵抗自身重力效应；

所述的电流引线排通过螺栓固定在绝缘框架上，其中将位于最外侧的两片不锈钢电阻薄片引出分别连接至两个电流引线排上，其余的不锈钢电阻薄片全部置于绝缘框架中。

说明书

技术领域

本发明涉及超导磁体装置失超保护技术领域，尤其涉及一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵。

背景技术

随着国家经济高速发展，未来可再生、高效率能源的投入以及研究，功率大、质量轻、体积小、损耗小、反应快的超导能源是未来国家能源发展的趋势。而超导装置的造价较高，因此对其的保护应格外严格。特别是当超导装置失超时，大量的能量累积于超导磁体中，如果不在第一时间将其内部能量转移，不仅会使超导磁体自身发展不可恢复的严重损害，同时还会对其支撑的电子系统造成严重的危害，后果不可预估。因此本发明设计了一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵，是由数个可拆卸的电阻模块堆叠于绝缘桁架上构成的，所述的电阻模块是由多个不锈钢电阻薄片叠置而成，通过串联或并联电阻模块改变电阻矩阵阻值，在每相邻的不锈钢电阻薄片之间安装有绝缘耐高温树脂支撑，在单个电阻模块内的不锈钢电阻薄片之间通过多根G10支撑棒穿通所有的电阻薄片进行支撑，在每个电阻模块上都固定有两个电流引线排，通过软连接的方式连接电流引线排将各个电阻模块进行连接。

在所述不锈钢电阻薄片置于绝缘树脂制成的框架中，框架上下面不装置树脂板，用于风冷的循环。

在所述的绝缘桁架的下方设有通风管道，在绝缘桁架的上方设有吸气装置。其降温方式采用强迫风冷的方式，每一列的模块自下而上都没有阻挡，在所述的绝缘桁架的下方设有出风口，在绝缘桁架的上方设有吸气装置，从而进行热风与空气的快速交换。

所述电阻每两层电阻片之间有多条绝缘耐高温的环氧树脂条支撑电阻片，保障电阻片在通大电流的过程中的电磁硬力形变在可接受范围。所述电阻片横穿固定多条G10（一种玻璃纤维与树脂碾压复合材料）所制支撑棒用于支撑整个电阻模块以抵抗自身重力效应。

单个电阻模块内的不锈钢电阻薄片一层一层的并行排列，并将多个不锈钢电阻薄片采用Z字型方式串联焊接成一个整体模块。

所述的电阻模块的外侧为绝缘框架，所述的G10支撑棒的两端分别固定在绝缘框架的内壁上。

所述的电流引线排通过螺栓固定在绝缘框架上，其中将位于最外侧的两片不锈钢电阻薄片引出分别连接至两个电流引线排上，其余的不锈钢电阻薄片全部置于绝缘框架中。

电流引线排采用螺栓固定模式，任意相邻两个电流引线排可以通过软连接的方式进行连接，既可以保证接头连接的稳定性，又能保证连接性不受电磁力形变影响。

1、本发明的移能电阻矩阵采用可拆卸模块化的阵列，可通过串并联有效实现目标电阻值的电阻矩阵。

2、本发明的移能电阻矩阵可实现对GJ级以上的大功率超导磁体装置的移能，可实现单个电阻矩阵卸载1GJ能量的设计。

3、本发明的整个电阻矩阵采用绝缘桁架支撑结构，共由对应10*3矩阵的桁架支撑，每个桁架的背面设有四个螺栓，可将电阻模块稳定的固定在桁架上。

4、本发明单个电阻模块由1毫米不锈钢采用依次单侧Z字型的焊接方式连接而成，每层电阻薄片之间的间距为5毫米。

5、本发明单个电阻模块的每层电阻薄片之间固定有3根5毫米的绝缘耐高温树脂条进行稳定支撑，避免受电磁硬力的影响产生的形变。

6、本发明垂直于电阻模块电阻薄片方向装有G10支撑棒穿过整个电阻薄片层用于支撑电阻模块。

7、本发明单个电阻模块通过最外侧的两片电阻薄片引出电流引线排，其剩余部分全部封装位于树脂框架内部。电流引线排通过螺栓固定连接固定于框架的表面。

8、本发明的电阻矩阵每相邻的电阻模块可以通过连接引出的电流引线排进行串并联，每个电流引线排具有四个螺栓用于固定。

9、本发明的降温方式为强迫风冷，通过对下方的土建部分建设，设有三个进风口分别对三列电阻矩阵模块进行吹风，同时为了保证风冷的有效性，其顶端设有吸气通道。

该矩阵的作用为：当超导磁体失超时，其可以迅速将积累在超导磁体的能量转移到移能电阻矩阵中，并通过移能电阻矩阵的自身散热而消化分解。同时由于移能电阻矩阵移能所造成的巨大热量，其需要采用具有高效反应的变频风冷散热系统随时对移能电阻矩阵进行降温。电阻矩阵的框架采用绝缘桁架支撑，桁架底部有三道通风入口，外接高灵敏度变频风扇，桁架顶端采用抽气式出口将热量散出室外。

本发明的优点是：本发明采用单模块可拆卸式组成矩阵，任意两个相邻的矩阵都可以采用串并联的形式，因此本矩阵所组成的最终电阻值灵活可变。单个电阻模块采用不锈钢薄片Z字焊接而成，可有效减小等效电感。每相邻的电阻薄片之间用树脂进行固定支撑。同时堆叠的不锈钢薄片中有多道G10支撑棒穿孔固定于电阻模块壁上，可以有效保证其的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为不锈钢电阻薄片结构图。

图3为电阻模块内部支撑结构图。

图4为单个电阻模块结构图。

图5为电阻模块正面结构图。

图6为电阻模块俯视图。

图7为电阻矩阵拓扑结构图。

图8为电流引线排连接结构图。

图9为软连接结构图。

图10为绝缘桁架结构图。

图11电阻矩阵前侧结构示意图。

图12为电阻矩阵后侧结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵，是由数个可拆卸的电阻模块1堆叠于绝缘桁架2上构成的，所述的电阻模块1是由多个不锈钢电阻薄片3叠置而成，通过串联或并联电阻模块1改变电阻矩阵阻值，在每相邻的不锈钢电阻薄片3之间安装有高温树脂支撑4，在单个电阻模块1内的不锈钢电阻薄片3之间通过多根G10支撑棒5穿通所有的电阻薄片3进行固定，在每个电阻模块1上都固定有两个电流引线排6，通过连接电流引线排6将各个电阻模块1进行连接。

在所述的绝缘桁架2的下方设有出风口7，在绝缘桁架2的上方设有吸气装置8。

如图2、3所示，单个电阻模块1内的不锈钢电阻薄片3一层一层的并行排列，并将多个不锈钢电阻薄片3采用Z字型方式串联焊接成一个整体模块。

所述的电阻模块1的外侧为绝缘框架9，所述的树脂棒5的两端分别固定在绝缘框架9的内壁上。

所述的电流引线排6通过螺栓固定在绝缘框架9上，其中将位于最外侧的两片不锈钢电阻薄片3引出分别连接至两个电流引线排6上，其余的不锈钢电阻薄片3全部置于绝缘框架9中。

所述的电流引线排6与电阻模块1外壁之间通过树脂材料进行固定。

所述的电流引线排6之间的连接采用软连接10的方式。

如图1所示，每个移能电阻矩阵可以承载1GJ的能量，其可由10*3的电阻模块组合而成。其下方设有三个通风管道对电阻矩阵进行降温，为了保证吹风的流畅性并克服重力效果同时便于将热空气及时的排出，其电阻矩阵的上方设有吸气装置。

如图2、3所示，综合考虑重量成熟性、结构稳定性以及经济适用性，本发明的移能电阻的内部电阻薄片采用不锈钢制成，其厚度为1毫米。其制作的方法为：将不锈钢电阻薄片一层一层并行排列，通过氩弧焊接每相邻两片的一边，并依次进行。这样可以将整个单个电阻模块串联成一个整体模块，两端可焊接成Z字型可将其等效电感降至最低。

通过仿真实验计算，并为了减小空间使用率，每两层电阻之间的间距为5毫米，并采用3根树脂条支撑即可避免在电磁力作用下，电阻薄片的形变。同时越少使用中间的树脂条进行支撑，其整个电阻矩阵的散热效果越好。

由于重力原因以及为了更好的散热，整体电阻矩阵的下方只对相邻电阻的接触处进行支撑，而对整体电阻模块的电阻片处不提供底端支撑。因此本发明采用在电阻薄片中穿过，如图4所示，单个电阻模块的内部由多根G10支撑棒穿通全部电阻薄片而成，其两端的固定在电阻模块的框架壁上，此设计可提供电阻模块内部电阻片的有效支撑，同时由于支撑棒采用圆柱体结构，其光滑表面结构对整体电阻矩阵的散热性能没有太大影响。

如图5、6所示，单个电阻模块的引线采用电流引线排的形式，其由四个螺栓固定，可使电流传输更加均匀，同时连接的结构稳定性更佳。其将最外侧的两片不锈钢电阻薄片引出，连接至电流引线排中，其余电阻薄片全部至于树脂材料的框架中，以此来避免电流传输时，相互间的影响。

由于电阻薄片的厚度为1毫米，其与电流引线排的连接处的结构稳定性较差。因此，在电流引线排与电阻模块的外壁之间使用螺栓进行固定。保证工作时，电流引线排的震动与形变可以忽略不计。

单个电阻矩阵可以对1GJ的能量进行移能，其对应的单个电阻矩阵的电阻值约为0.1欧姆，由于其采用10*3的矩阵阵列，其电阻矩阵的拓扑结构可由图7所示。

当所需卸载的能量所对应的电阻值非0.1欧姆时，可采用串并联的形式组成目标电阻值。其连接结构如8图所示。

为了避免电阻模块连接件受刚性硬力的破坏，电阻模块的连接件采用软连接的设计，如图9所示。

如图10、11、12所示，电阻矩阵的每个电阻模块放置是位于绝缘桁架上，最终电阻矩阵的正面为每个电阻模块两端引出的电流引线排，同时单个电阻模块可方便的从桁架上卸载。绝缘桁架的每个单元后置有四个固定螺母可将其与电阻模块固定。这种设计在电阻堆栈工作时可以有效地保证其稳定性，当需要维护时，也便于拆卸。

一种基于风冷散热式的超大功率超导移能电阻矩阵专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。