一种直驱式超导风力发电机.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CN114320755A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202111494278.5H02K1/20(2006.01)(22)申请日2021.12.08H02K9/19(2006.01)H02K3/34(2006.01)(71)申请人武汉船用电力推进装置研究所（中H02K1/2706(2022.01)国船舶重工集团公司第七一二研究H02K1/28(2006.01)所）地址430064湖北省武汉市洪山区南湖汽校大院(72)发明人郑军彭思思徐鸿钮小军代义军熊琪(74)专利代理机构武汉凌达知识产权事务所(特殊普通合伙)42221代理人刘念涛宋国荣(51)Int.Cl.F03D9/25(2016.01)H02K55/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种直驱式超导风力发电机(57)摘要本发明公开了一种直驱式超导风力发电机，包括定子、转子磁极、转子磁轭、防辐射冷屏、磁极支撑组件、杜瓦、制冷机冷头和转子支架，转子磁极采用超导磁体和低温铁芯极身组合结构，超导磁体由多层跑道型超导线圈沿转子直径方向堆叠而成，低温铁芯由硅钢片或镍钢片沿转子轴向堆叠成跑道形状，低温铁芯外圈与超导磁体内圈紧密贴合，转子磁轭分为低温磁轭和常温磁轭两部分，防辐射冷屏为内筒体、外筒体拼接而成的环形腔体，磁极支撑组件连接在低温磁轭和常温磁轭之间，杜瓦由与常温磁轭拼焊的平面端板、过渡圆筒和外圆筒组成；本发明可大幅降低超导电机的体积重量，获得更高功率密度，进而降低大容量超导风力发电机组的制造和运输等成本。CN114320755ACN114320755A权利要求书1/1页1.一种直驱式超导风力发电机，包括位于外侧采用铜线圈绕组（1.1）结构的定子（1）和与定子（1）同心的转子，其特征在于：所述的定子（1）为风冷或液体冷，所述的转子由转子磁极（2）、转子磁轭、防辐射冷屏、磁极支撑组件、杜瓦、制冷机冷头（7）和转子支架（8）组成，所述的防辐射冷屏通过磁极支撑组件连接在杜瓦内部，所述的转子磁极（2）和转子磁轭位于防辐射冷屏内部；所述的转子磁极（2）由超导磁体（2.1）与低温铁芯极身（2.2）紧密贴合组成，所述的超导磁体（2.1）由沿转子直径方向堆叠的多层跑道型超导线圈构成，所述的低温铁芯极身（2.2）由沿转子轴向堆叠成跑道型的硅钢片或镍钢片构成；所述的转子磁轭由共轴线的低温磁轭（3.1）和常温磁轭（3.2）构成，所述的低温磁轭（3.1）为导磁钢形成的圆筒结构，其轴向长度与超导磁体（2.1）的直线段长度相同，所述的常温磁轭（3.2）为导磁钢；所述的防辐射冷屏为铜板或纯铝板的内筒体（4.1）、外筒体（4.2）拼接而成的环形腔体，腔体内表面与转子磁极（2）外表面之间存在间隙，腔体外表面敷设多层镀铝涤纶薄膜材料，腔体外表面与杜瓦内表面之间存在间隙；所述的磁极支撑组件包括两端分别与低温磁轭（3.1）和常温磁轭（3.2）连接的若干拉杆（5.1），拉杆（5.1）截面为圆形矩形；所述的杜瓦由与常温磁轭（3.2）拼焊的平面端板（6.1）、过渡圆筒（6.2）和外圆筒（6.3）组成，L形截面的过渡圆筒（6.2）位于常温磁轭（3.2）与平面端板（6.1）之间；所述的制冷机冷头（7）为固定于杜瓦端部的双极冷头，沿转子支架（8）圆周均布；所述的转子支架（8）固定在常温磁轭（3.2）中间部位，由大圆盘（8.1）、设置在大圆盘（8.1）中心开口处的轴系接口法兰（8.4）和交替设置在大圆盘（8.1）表面的梯形板（8.2）及S型板（8.3）组成。2.根据权利要求1所述的一种直驱式超导风力发电机，其特征在于，所述的转子磁极（2）通过螺栓固定在低温磁轭（3.1）上表面，相邻的两个转子磁极（2）之间采用铝合金的梯形楔块（2.3）进行填充，所述梯形楔块（2.3）端部通过螺栓与低温磁轭（3.1）进行固定连接。3.根据权利要求1所述的一种直驱式超导风力发电机，其特征在于，所述的防辐射冷屏在端部通过不锈钢支架（5.2）固定在拉杆（5.1）中部区域。4.根据权利要求1所述的一种直驱式超导风力发电机，其特征在于，所述的内筒体（4.1）与制冷机冷头（7）对应的区域开设通孔，双极冷头上的导冷带穿过通孔与低温磁轭（3.1）相连，实现低温磁轭（3.1）的冷却。2CN114320755A说明书1/4页一种直驱式超导风力发电机技术领域[0001]本发明属于超导强电应用技术和风力发电技术领域，具体涉及一种直驱式超导风力发电机，应用于直驱式风力发电机组，特别适用于大型直驱式海上风力发电机组。背景技术[0002]目前国内外主流风力发电机组主要分为直驱式和非直驱式，后者需要通过齿轮箱进行变速，由于齿轮箱零部件随着长时间的高速旋转，