[發(fā)明專利]一種適用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐高溫永磁同步屏蔽電機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811033374.8
• 申請(qǐng)日: 2018-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108964394A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶果;白勇軍;林紹萱;張東生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K21/14
• 分類(lèi)號(hào): H02K21/14;H02K1/27;H02K1/22;H02K3/28
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發(fā)明提供一種適用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐高溫永磁同步屏蔽電機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子軸；所述轉(zhuǎn)子軸的外部包裹轉(zhuǎn)子鐵心；所述轉(zhuǎn)子鐵心的外部包裹轉(zhuǎn)子永磁體磁極；所述轉(zhuǎn)子永磁體磁極的外部依次包裹轉(zhuǎn)子屏蔽套和定子屏蔽套；所述轉(zhuǎn)子屏蔽套和所述定子屏蔽套之間設(shè)有氣隙；所述定子屏蔽套的外部包裹定子鐵心；所述定子鐵心外部包裹電機(jī)外殼。本發(fā)明提供的適用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐高溫永磁同步屏蔽電機(jī)，既能夠提供控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又能通過(guò)屏蔽套有效地將電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子與反應(yīng)堆一回路冷卻劑隔離開(kāi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐高溫永磁同步屏蔽電機(jī)。

背景技術(shù)

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是核反應(yīng)堆重要的控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)，主要功能包括反應(yīng)堆的啟動(dòng)、功率調(diào)節(jié)、停堆和緊急停堆等。目前國(guó)內(nèi)壓水堆核電廠控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都采用磁力提升式驅(qū)動(dòng)，僅船用反應(yīng)堆和高溫氣冷堆采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

俄羅斯試驗(yàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)局(OKBM)的ABV、VBER和KLT系列船用反應(yīng)堆是其多年的研究成果。其中KLT-40系列是其最成熟的船用核反應(yīng)堆，該反應(yīng)堆已為核動(dòng)力破冰船在俄羅斯北部極惡劣環(huán)境工作提供動(dòng)力，其總運(yùn)行時(shí)間超過(guò)7000堆年。Akademik Lomonosov是俄羅斯核電集團(tuán)(Rosenergoatom)設(shè)計(jì)的全球第一座浮動(dòng)核電站，就配備2座35MWe(KLT-40S)反應(yīng)堆，其控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行調(diào)節(jié)功能[KLT-40floating nuclear heat and power unit with KLT-40s reactor plant(OKBM,Russian Federation).In:Status of advanced light water reactor designs IAEA-TECDOC-1391.Vienna:International Atomic Energy Agency,IAEA,2004:733-754.]。高溫氣冷堆控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也采用步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)鏈輪鏈條進(jìn)行控制棒的位置控制[WuYuanqiang,Diao Xingzhong.et al.Design and tests for the HTR-10control rodsystem,Nuclear Engineering and Design,218(2002),147–154]。現(xiàn)有的船用絲杠滾輪螺母型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)則采用磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接與滾輪螺母保持連接，置于壓力邊界內(nèi)，而定子則置于外置于承壓殼外部，由冷卻裝置進(jìn)行冷卻，電機(jī)定轉(zhuǎn)子之間的間隙過(guò)大，造成電機(jī)輸出效率低下。當(dāng)電機(jī)定子內(nèi)置于壓力邊界內(nèi)時(shí)，減小氣隙可以大大提升輸出效率以滿足驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求。但由于壓力邊界內(nèi)充滿反應(yīng)堆一回路冷卻劑，內(nèi)置定子結(jié)構(gòu)需要考慮定子鐵心繞組和轉(zhuǎn)子的耐高溫和耐輻照，以及與反應(yīng)堆冷卻劑的隔離問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種適用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐高溫永磁同步屏蔽電機(jī)。

本發(fā)明提供的適用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐高溫永磁同步屏蔽電機(jī)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子軸；所述轉(zhuǎn)子軸的外部包裹轉(zhuǎn)子鐵心；所述轉(zhuǎn)子鐵心的外部包裹轉(zhuǎn)子永磁體磁極；所述轉(zhuǎn)子永磁體磁極的外部依次包裹轉(zhuǎn)子屏蔽套和定子屏蔽套；所述轉(zhuǎn)子屏蔽套和所述定子屏蔽套之間設(shè)有氣隙；所述定子屏蔽套的外部包裹定子鐵心；所述定子鐵心外部包裹電機(jī)外殼。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子軸為中空結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子軸的內(nèi)表面設(shè)有螺紋；所述螺紋與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)螺桿相匹配。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子永磁體磁極為表面貼式永磁體結(jié)構(gòu)，采用為高性能稀土永磁材料。

優(yōu)選地，所述定子鐵心為硅鋼片疊制形成。

優(yōu)選地，所述定子鐵心沿軸向的兩端設(shè)有定子繞組，所述定子繞組為集中繞組結(jié)構(gòu)，定子磁極為無(wú)極靴結(jié)構(gòu)，定子槽口無(wú)槽楔。

優(yōu)選地，還包括定子上部端蓋和定子下部端蓋；所述定子上部端蓋和定子下部端蓋沿軸向分別設(shè)置在所述定子鐵心的兩端，并與所述定子屏蔽套焊接。