[發明專利]具有超導電樞線圈和其它部件的電機

有效

• 申請號: 201210143283.6
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102780382B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 張濤;E·拉斯卡里斯;M·沙;J·布雷;K·S·黑蘭
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02K55/00
• 分類號: H02K55/00;H02K3/02;H02K3/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,譚祐祥

技術領域

本申請及所得到的專利總體涉及電機，且更特別地涉及具有由高溫超導材料制成的電樞繞組線圈和其它部件的超導電機。

背景技術

總體而言，諸如電動機和發電機的典型電機包括安裝在轉子周圍的勵磁線圈和安裝在定子周圍的電樞繞組線圈。一旦施加電壓，磁場即將勵磁線圈和電樞繞組線圈耦合。磁場的大小取決于通過勵磁線圈的電流的數量。電機內的磁致應力轉化為扭矩，從而導致轉子的旋轉。磁場越高，對于電樞繞組線圈的給定周長每轉扭矩越大。

使用由超導材料制成的勵磁線圈使得電機更加緊湊、輕重量，并且由于由超導材料導致的增加的磁場強度而高效。總體電機性能還可通過增加電樞繞組線圈的載流能力而改善。用由超導材料制成的線圈更換原始的銅線圈，從而可極大地將整體功率密度增大大約二到五甚至更多的倍數。

然而，使用已知超導材料具有的一個問題是包括由暴露于強交變磁場所導致的過大交流損耗。盡管某些類型的高溫超導材料通常具有較低的交流損耗，但必須提供充足且有些復雜的冷卻系統來將超導材料維持在期望的操作溫度范圍內。此外，對于基于空氣隙的線圈和梳齒纏繞線圈(tooth-wound coil)等會發現不同的設計和操作問題。

因此對于空氣隙或梳齒纏繞線圈設計兩者都期望有使用高溫超導材料的改善的電機。此類改善的電機設計優選地可避免大的交流損耗同時還提供簡化的冷卻系統。此外，此類改善的設計優選地應該提供具有高操作效率的輕重量及緊湊的形狀。

發明內容

本申請以及所得到的專利因而提供了超導電機。該超導電機可包括由高溫超導材料制成的電樞線圈、冷卻系統以及勵磁線圈。該冷卻系統可包括包圍電樞線圈的低溫保持器以及包圍該低溫保持器的泡沫隔層。

本申請以及所得到的專利還提供了超導電機。本文描述的超導電機可包括包圍鐵齒的電樞線圈、冷卻系統以及勵磁線圈。電樞線圈可由高溫超導材料制成。冷卻系統可包括結合到鐵齒上的真空隔離的低溫保持器。

本申請以及所得到的專利還提供了超導電機。該超導電機可包括成空氣隙構造的電樞線圈、冷卻系統以及勵磁線圈。電樞線圈可由高溫超導材料制成。該冷卻系統可包括包圍該電樞線圈的泡沫隔層。

在結合若干附圖以及所附權利要求閱讀以下詳細描述后，本申請以及所得到的專利的這些以及其它特征和改善對于本領域技術人員將顯而易見。

附圖說明

圖1是可如本文所述的超導電機的示意圖。

圖2是圖1的超導電機的橫截面視圖。

圖3是可如本文所述的超導電機一個備選實施例的透視圖。

圖4是圖3的超導電機的側橫截面視圖。

圖5是可如本文所述的超導電機一個備選實施例的部分透視圖。

圖6是圖5的超導電機的一部分的橫截面視圖。

零部件列表

100超導電機

105空氣隙設計

110高溫超導電樞線圈

120高溫超導材料

130高溫超導冷卻系統

140低溫保持器

150液態氮

160支承框架

170扭矩管

180鐵軛

190泡沫隔層

200超導勵磁線圈

210超導材料

220轉子

230軸

240致冷劑傳輸接頭

250超導電機

260超導冷卻系統

270冷卻管

280線圈棒

290高溫超導電樞線圈

300高溫超導帶

310冷卻板

320端部繞線

330入口歧管

340出口歧管

350超導電機

360梳齒纏繞設計

370鐵齒

380高溫超導電樞線圈

390真空隔離的低溫保持器

具體實施方式