[發明專利]一種新型雙定子高溫超導同步發電機

無效

• 申請號: 201110251673.0
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102290938A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 劉松;于世濤;肖珊彩;施文江
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K3/02;H02K3/28;H02K9/197
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本發明涉及一種同步發電機設備，特別是涉及一種新型雙定子高溫超導同步發電機。

背景技術

在風電、船舶等行業中，整個機組的容量或者功率越來越大，發電機的功率也隨之增加，發電機體積、重量也越來越大，但是這些行業對發電機重量和體積比較敏感。特別是風電，整個行業都在向大葉片、海上機組發展，然而發電機的重量和體積的增大，使得機艙重量大幅增加，機組載荷、塔筒重量、塔筒壁厚度、基礎的重量和體積也隨之增加，因此如果能夠有效地減少發電機的重量和體積，就能夠降低整個機組的設計難度和機組的成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新型雙定子高溫超導同步發電機，使其具有更高的功率體積比和功率重量比，從而有效減少發電機的重量和體積，降低整個機組的設計難度和成本。

為解決上述技術問題，本發明一種新型雙定子高溫超導同步發電機，主要包括內定子、外定子以及位于內、外定子之間的轉子，其中：轉子的線圈繞組采用高溫超導材料，并連接有冷卻裝置。

作為本發明的一種改進，所述的冷卻裝置通過穿設于轉子法蘭、主軸通孔中的冷卻導管與轉子鐵芯內部連接，冷卻導管中充有冷卻液。

所述的轉子與主軸通過漲緊套連接。

所述的轉子采用杯狀結構，鐵芯為圓筒型，法蘭與鐵芯的一邊焊接，內定子與轉子鐵芯開口所對的法蘭固定在一起。

所述的轉子的線圈繞組采用Bi2223或YBCO材質。

所述的內、外定子各包括定子鐵芯以及安裝于定子鐵芯內的多相繞組。

所述的內、外定子繞組均采用分數槽單節距繞組形式，對應兩同相繞組反相串連。

所述的內、外定子槽數一樣，極對數一樣。

所述的冷卻裝置為杜瓦瓶。

采用這樣的設計后，本發明提供了一種高效率、高可靠性、結構簡單的雙定子高溫超導同步發電機，其有效地提高了轉子勵磁線圈內的電流值，大幅提高了轉子勵磁繞組的利用率和發電機的功率密度，在轉速較低的風力發電系統，以及在空間要求嚴格的船舶中，可以有效地提高電機的功率體積比和功率重量比，同時能有效地解決陸上大型直驅風力發電機的運輸問題。

附圖說明

上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明一種新型雙定子高溫超導同步發電機的結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明雙定子高溫超導同步發電機，主要包括內定子9、外定子7以及位于內、外定子之間的轉子8，此外還包括主軸1，兩個前軸承套2、兩個前軸承端蓋3、一前軸承4、一前法蘭5、一定子外殼6、一后法蘭10、一轉子漲緊套11、一后軸承12、兩個后軸承端蓋13、兩個后軸承套、一冷卻裝置15、一冷卻導管16。

其中，轉子5采用杯狀結構，并通過漲緊套11與主軸1連接并同步轉動。轉子8的線圈繞組采用Bi2223、YBCO等高溫超導線材制成，轉子鐵芯為圓筒型，鐵芯的一邊焊接有法蘭，形狀類似杯形。

冷卻裝置15可選用杜瓦瓶，通過穿設于轉子法蘭、主軸通孔中的冷卻導管16與轉子鐵芯內部連接，并在冷卻導管16中充有冷卻液。冷卻液通過冷卻導管16進入發電機轉子8，保證轉子8內高溫超導線材一直處于高溫超導線材臨界溫度以下，保證線材的高溫超導特性。

內定子9、外定子7均主要由定子鐵芯和安裝于定子鐵芯內的多相繞組組成。外定子7與定子外殼6固定在一起，定子外殼6通過前軸承4、后軸承12支撐固定在主軸1上。內定子9與杯形轉子鐵芯開口所對的法蘭固定在一起。內定子9與外定子7均采用分數槽單節距繞組形式，且二者槽數一樣，極對數一樣，對應兩同相繞組反相串連。

外定子7與轉子8形成第一工作氣隙，轉子8與內定子9形成第二工作氣隙，由于轉子繞組采用了高溫超導線材，轉子線圈的電流密度大大高于常規線圈所能承載的電流密度，所形成的氣隙磁密也遠高于常規線圈，因此相同功率的電機可以采用更小的氣隙直徑，直接有效減少了發電機的體積。

主軸1通過前軸承4、后軸承12貫穿前法蘭5、后法蘭10與發電機的定子形成相對轉動的關系；通過轉子漲緊套11，與轉子8固定在一起，使轉子8與發電機定子形成相對轉動的關系。