一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体.pdf

(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CN114400866A(43)申请公布日2022.04.26(21)申请号202210092806.2(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)发明人朱新凯周晔齐广宇黄吉伟(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.H02K55/00(2006.01)H02K11/02(2016.01)H02K11/01(2016.01)H02K9/19(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体(57)摘要本发明提出了一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体。该超导磁体主要由超导线圈、超导屏蔽层和双层杜瓦恒温器组成。双层杜瓦恒温器由内、外两层杜瓦构成，内外杜瓦之间保持高真空度，外杜瓦外侧还焊接有冷却液管道、电流引线管道和抽真空管道。超导线圈和超导屏蔽层则共同置于内杜瓦内部，超导屏蔽层位于超导线圈外侧，两者共同浸泡于低温液氮中。该高温超导磁体利用超导屏蔽层的完全抗磁性，屏蔽外部磁场对超导线圈的负面影响，能提高超导线圈的载流能力，减小交流损耗。CN114400866ACN114400866A权利要求书1/1页1.一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，包括外杜瓦(4)、内杜瓦(5)、超导线圈(6)、超导屏蔽层(8)和冷却液流管(2)；内杜瓦(5)位于外杜瓦(4)中，外杜瓦(4)和内杜瓦(5)中心均开设有通孔结构，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；超导线圈(6)和超导屏蔽层(8)均位于内杜瓦(5)中，环绕通孔设置；冷却液流管(2)穿过外杜瓦(4)与内杜瓦(5)连通。2.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，外杜瓦(4)与内杜瓦(5)之间还填充有多层绝热材料，用于保障内杜瓦(5)内部的恒温性能。4.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，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。5.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，超导线圈(6)通过超导线圈支撑架(9)固定在内杜瓦(5)中，超导屏蔽层(8)通过超导屏蔽层支撑架(10)固定在内杜瓦(5)中，且超导线圈(6)位于超导屏蔽层(8)内。6.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，超导线圈(6)与超导屏蔽层(8)之间间断的设置有隔板。7.根据权利要求4所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，超导屏蔽层(8)为一端有开口的跑道形结构，冷却液隔板(7)从超导屏蔽层(8)的开口中穿过。8.根据权利要求1所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，还包括电流引线管(1)，电流引线管(1)通过三通管道(12)与冷却液流管(2)连接。9.根据权利要求4所述一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体，其特征在于，外杜瓦(4)、内杜瓦(5)、超导线圈(6)、超导屏蔽层(8)和通孔均为轴对称结构，有共同的对称轴。2CN114400866A说明书1/3页一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体技术领域[0001]本发明涉及超导技术领域，具体涉及一种具有主动磁屏蔽功能的超导磁体。背景技术[0002]随着新能源风力发电的发展，为提高发电效率，降低单位容量的发电成本，电机的单机容量越来越大。要研制10MW及以上容量的风力发电机，传统的电励磁或者稀土永磁直驱式电机难以满足10MW及以上功率等级直驱式风力发电机的高功率密度要求，因此，通过使用高温超导线圈代替铜线圈，可以大幅度提高电机的电负荷或磁负荷，使电机具有高功率密度、高效率等特点。加快高温超导电机的研究对能源的升级具有十分重要的战略意义。[0003]超导材料传输直流电流时无焦耳损耗，但处于外部交变磁场环境下传输电流时，便会产生交流损耗。因此将超导磁体置于磁场环境复杂的电机中，如果不采取电磁屏蔽措施，将会造成超导磁体内部严重的交流损耗，且超导磁体周围的磁场达到其临界磁场时会导致超导磁体的失超，影响电机性能。因此，对于超导电机而言，需要根据超导电机的拓扑结构设计相应的主动电