一种双电枢绕组超导电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103475188A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103475188103475188A(43)申请公布日2013.12.25(21)申请号201310394153.4(22)申请日2013.09.03(71)申请人中国东方电气集团有限公司地址610036四川省成都市金牛区蜀汉路333号(72)发明人蒋煜东杨烨宋晓卫张敏张治宇冯玲任毅况明伟吴建东(74)专利代理机构成都天嘉专利事务所(普通合伙)51211代理人张新(51)Int.Cl.H02K55/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种双电枢绕组超导电机(57)摘要本发明涉及一种双电枢绕组超导电机，包括超导转子系统、定子系统和制冷系统，超导转子系统包括超导励磁绕组、超导线圈支撑、转子支承以及转轴，制冷系统包括双层杜瓦，定子系统包括外围电枢绕组、外围定子铁轭、内部电枢绕组、内部定子铁轭；所述转轴外部套接转子支撑，转子支撑上安装所述杜瓦，杜瓦外壁固定于转子支承上，超导线圈支撑固定于杜瓦内并穿过杜瓦的一端，超导励磁绕组固定于杜瓦内的超导线圈支撑上；杜瓦外壁的外侧和内侧分别安装外围电枢绕组和内部电枢绕组，外围电枢绕组的外侧安装外围定子铁轭，内部电枢绕组的内侧安装内部定子铁轭；本发明通过双电枢绕组充分利用超导励磁绕组产生的强磁场来进一步增加超导电机的功率密度。CN103475188ACN1034758ACN103475188A权利要求书1/2页1.一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：包括超导转子系统、定子系统和制冷系统，超导转子系统包括超导励磁绕组（11）、超导线圈支撑（4）、转子支承（3）以及转轴（2），制冷系统包括双层杜瓦，定子系统包括外围电枢绕组（9）、外围定子铁轭（10）、内部电枢绕组(12）、内部定子铁轭（13）；其中，转轴（2）外部套接转子支撑，转子支撑上安装所述杜瓦，杜瓦外壁（5）固定安装于转子支承（3）上，超导线圈支撑（4）固定于杜瓦内并穿过杜瓦的一端，超导励磁绕组（11）固定于杜瓦内的超导线圈支撑（4）上；杜瓦外壁（5）的外侧和内侧分别安装外围电枢绕组（9）和内部电枢绕组(12），外围电枢绕组（9）的外侧安装外围定子铁轭（10），内部电枢绕组(12）的内侧安装内部定子铁轭（13）。2.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述外围电枢绕组（9）是在外围电枢绕组（9）的铁芯上均开设有齿槽，线圈根据每个齿槽的相位分布绕制在相应的齿槽上，再按照电机设计将线圈连接起来形成外围电枢绕组（9）；所述内部电枢绕组(12）是在内部电枢绕组(12）的铁芯上均开设有齿槽，将线圈根据每个齿槽的相位分布绕制在相应的齿槽上，再按照电机设计将线圈连接起来形成内部电枢绕组(12）。3.根据权利要求2所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述线圈采用铜线圈。4.根据权利要求2所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述线圈采用超导线。5.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述外围电枢绕组（9）、内部电枢绕组(12）与杜瓦外壁（5）之间均设置有电磁屏蔽层（8）。6.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述超导励磁绕组（11）由超导带材绕制而成。7.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述超导线圈支撑（4）采用导热系数低且结构强度高的非磁性材料；超导线圈支撑（4）采用悬臂的鼠笼结构，通过法兰盘与转子支承（3）连接。8.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述制冷系统还包括冷源（17）、旋转动密封组件（16）、冷却剂管路（15）、冷头（14），冷头（14）连接至杜瓦内，冷头（14）通过冷却剂管路（15）连接至旋转动密封组件（16），旋转动密封组件（16）连接冷源（17）；冷源（17）提供冷氦气。9.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述超导励磁绕组（11）和杜瓦内壁（6）之间设置有绝热层（7），超导线圈支撑（4）和杜瓦内壁（6）之间也设置有绝热层（7）。10.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述超导电机用于发电机时，超导励磁绕组（11）通入直流电，超导励磁绕组（11）沿电机截面半径向外与向内空间均产生超过2T的径向磁场；当外部负载端（1）带动转子旋转时，转子的内、外部磁场分别切割转子的外围电枢绕组（9）与内部电枢绕组（12），使得转子的外围电枢绕组（9）与内部电枢绕组（12）同时发电，在相同体积的情况下增加电机功率约1.5-2倍。11.根据权利要求1所述的一种双电枢绕组超导电机，其特征在于：所述超导电机用于电动机