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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114421717A(43)申请公布日2022.04.29(21)申请号202210093529.7(22)申请日2022.01.26(71)申请人华北电力大学(保定)地址071003河北省保定市莲池区永华北大街619号(72)发明人朱新凯齐广宇周晔黄吉伟(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人任志艳(51)Int.Cl.H02K11/01(2016.01)H01F6/06(2006.01)H01F6/04(2006.01)H02K9/19(2006.01)H02K55/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机(57)摘要本发明公开了一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,包括定子铁心、转子铁心、杜瓦超导磁体和永磁体。定子包括定子铁心和环绕在定子轭上的单体杜瓦超导磁体,单体杜瓦超导磁体由双层杜瓦、超导线圈和超导屏蔽层组成,超导线圈与超导屏蔽层共同置于双层杜瓦内部,且超导屏蔽层处于超导线圈外围,两者之间由一个间隔板隔离开,超导屏蔽层处于定子槽口处。该电机结合了超导材料、磁场调制理论和永磁电机技术,利用超导材料的完全抗磁性制造超导屏蔽层,置于超导线圈外侧,保护超导线圈不受电机内部谐波磁场的影响,从而保证超导线圈的载流能力,减少超导线圈的交流损耗。CN114421717ACN114421717A权利要求书1/2页1.一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,包括转轴(17)、定子铁心(13)、转子铁心(14)、永磁体(15)和杜瓦超导磁体(16);转轴(17)、转子铁心(14)和定子铁心(13)共轴,由内到处依次设置;转子铁心(14)位于定子铁心(13)内;永磁体(15)位于定子铁心(13)和转子铁之间;杜瓦超导磁体(16)上开设有通孔结构,杜瓦超导磁体(16)中设置有超导线圈(6)和超导屏蔽层(8),超导线圈(6)和超导屏蔽层(8)环绕通孔结构设置;杜瓦超导磁体(16)位于定子铁心(13)的定子槽中,且套设在定子铁心(13)上,每个定子槽中对应设置一个杜瓦超导磁体(16);超导屏蔽层(8)位于定子槽口处,用于阻断气隙磁场向定子槽内扩散。2.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,所述定子铁心(13)包括多个定子铁心单元,多个定子铁心单元依次连接形成圆周形结构;定子铁心单元包括定子轭(131)和定子齿(132),所述定子轭(131)为扇环结构,在扇环结构的内圆弧上设置有定子齿(132),定子齿(132)朝向定子轭(131)的圆心,所述圆心位于转轴(17)上;定子轭(131)从杜瓦超导磁体(16)的通孔结构中穿过,杜瓦超导磁体(16)套设在定子轭(131)上,超导屏蔽层(8)与定子齿构成“绝磁材料‑导磁材料”间隔排列的磁场调制器。3.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,转子铁心(14)上开设有隔磁孔(141)。4.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,所述永磁体(15)为瓦片形永磁体。5.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,杜瓦超导磁体(16)的超导线圈(6)连接构成三相对称的分布式整距电枢绕组,电枢绕组的极对数为Ps,转子永磁体的极对数为Pr,定子的齿数为Pc,三者满足关系:Pc=Ps+Pr。6.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,杜瓦超导磁体(16)还包括外杜瓦(4)、内杜瓦(5)和冷却液流管(2);内杜瓦(5)位于外杜瓦(4)中,通孔结构位于外杜瓦(4)和内杜瓦(5)的中心,外杜瓦(4)和内杜瓦(5)之间通过杜瓦支撑架(11)固定;外杜瓦(4)与内杜瓦(5)之间为真空状态;冷却液流管(2)穿过外杜瓦(4)与内杜瓦(5)连通。7.根据权利要求6所述一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,杜瓦超导磁体(16)还包括抽空管道(3);抽空管道(3)与外杜瓦(4)连接,用于将外杜瓦(4)与内杜瓦(5)之间的空气抽出。8.根据权利要求6所述一种具有主动磁屏蔽功能的分布式高温超导电枢电机,其特征在于,所述冷却液流管(2)是两个,分别用于冷却液流入和流出内杜瓦(5);在内杜瓦(5)中还设置有冷却液隔板(7),在冷却液隔板(7)的一侧形成冷却液流入通道、冷却液隔板(7)的另一侧形成冷却液流出通道,两个冷却液流管(2)分别与冷却液流入通道、以及冷却液流出通道相连,超导屏蔽层(8)为一端有开口的跑道形结构,冷却液隔板(7)从