用于超导旋转电机的扭矩传动组件制造技术

一种转子组件，包括位于该转子组件的低温区内的超导线圈组件。该超导 线圈组件在运行中产生与定子组件关联的磁通。该转子组件还包括扭矩传递组 件，该扭矩传递组件包括第一管和第二管，该第一管和第二管位于超导线圈组 件外部的径向空间中，并且沿着转子组件的纵向轴延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超导旋转电机的扭矩传动组件相关申请的交叉参考本申请要求2006年9月20日提交的美国专利申请No.11/533,595的优先权，其全部内容结合在此作为参考。作为参考的结合这里，本申请结合下列申请作为参考1999年10月12日提交的美国申 i青序列No.09/415,626， 2000年1月11日提交的美国申请序列No.09/480,430， 2000年1月11日提交的美国申请序列No.09/480,397; 2000年1月11日提交 的美国申请序列No.09/481,483; 2000年1月11日提交的美国申请序列 No.09/481,480; 2000年1月11日提交的美国申请序列No.09/481,484; 2000 年1月11日提交的美国申请序列No.09/480，396;以及2001年7月19日提交 的美申请序列No.09/909，412。
技术介绍
本专利技术涉及超导旋转电机的构造和操作，并且尤其涉及超导旋转电机中的 扭矩传动组件。从20世纪60年代早期以来，超导旋转电机已经发展。这些电机中超导线 圈的使用使得这些线圈产生的磁动势显著增加，并且使得电机中的磁通密度增 加。然而，超导线圈要求低温温度以便正确运行。因此，超导电动机和发电机 已经发展为包括这样的一些机构，这些机构用于在限制传送到电机低温区的热 量的同时在转子组件和输出轴之间传递扭矩。
技术实现思路
本专利技术涉及转子组件，以及具有这种转子组件的旋转电机(例如电动机或 发电机)。该转子组件是构造成在旋转电机的定子组件内旋转并且轴设置在转 子组件非低温区内的那种类型。按照本专利技术的一个方面，该转子组件包括位于转子组件低温区内的超导线 圈组件。该超导线圈组件在运行中产生与定子组件关联的磁通。该转子组件还 包括扭矩传递组件，该扭矩传递组件包括位于超导线圈组件外部的径向空间中 并沿着转子组件的纵向轴延伸的两个管。本专利技术这个方面的实施方式可包括一个或多个下面的特征。该扭矩传递组 件可机械接合到超导线圈组件上并且可以在转子组件的非低温区和低温区之 间延伸。该转子组件可包括凸缘，其中该扭矩传递组件从该凸缘轴向延伸并轴 向延伸到超导线圈组件的一部分上。两个管的长度可足以向超导线圈组件提供 热绝缘。该扭矩传递组件可包括机械接合到该超导线圈组件上的环。例如，第 一环可将第一管机械接合到超导线圈组件上，第二环可将第二管机械接合到超 导线圈组件上。凸缘还可机械接合到这些管上。例如， 一个管可机械接合到一 个凸缘上并延伸到超导线圈组件的一部分上，另一管可机械接合到另一凸缘上 并延伸到超导线圈组件的另一部分上。这些管的长度可以相同或不同。这些管 之间的间隔足以向超导线圈组件提供基本的热绝缘。该间隔还可足以向超导线 圈组件提供支撑。这些管可由诸如导热材料(例如因科镍合金)之类的各种材 料形成。该转子组件还可包括辐条，其中每个辐条可将超导线圈组件机械固定 到轴上。这些管中的一个可用焊接点机械接合到该环上。超导线圈组件可包括 高温超导体。该超导线圈组件还可包括支撑管。该转子组件可使用在相对高速的应用中。例如，可采用至少为3000rpm的转速。按照本专利技术的一个方面，一种旋转电机包括设置在该旋转电机的非低温区 内的轴以及定子组件。该旋转电机还包括由该定子组件围绕的转子组件。该转 子组件包括位于该转子组件低温区内的超导线圈组件。该超导线圈组件在运行 中产生与定子组件关联的磁通。该转子组件还包括扭矩传递组件，该扭矩传递 组件包括两个管，这两个管位于超导线圈组件外部的径向空间中并且沿着转子 组件的纵向轴延伸。本专利技术这一方面的实施方式可包括一个或多个下面的特征。该转子组件可 包括凸缘，使得该扭矩传递组件从该凸缘轴向延伸，并轴向延伸到超导线圈组 件的一部分上。这些管的长度可足以向超导线圈组件提供基本的热绝缘。这些 管之间的间隔也可足以向超导线圈组件提供热绝缘。这些管之间的间隔还可足 以向超导线圈组件提供支撑。该扭矩传递组件可包括将第一管机械接合到超导线圈组件上的一个环以及将第二管机械接合到超导线圈组件上的另一个环。该 第一管可机械接合到第一凸缘上并轴向延伸到超导线圈组件的一部分上，第二 管可机械接合到第二凸缘上并轴向延伸到超导线圈组件的另一部分上。这些管 可包括一种或多种类型的导热材料(例如因科镍合金)和合成材料。本专利技术一个或多个实施方式的细节将在附图以及下面的说明中阐述。本发 明的其他特点，目的和优点将从说明书，附图以及权利要求书中更加清楚。附图简要说明附图说明图1是转子组件的剖面透视图。图1A是图1的一部分的放大剖面图。 图2是转子组件的一个实施方式的二维剖面图。 图3是转子组件的另一实施方式的二维剖面图。 图3A示出了图3的转子组件的辐条的一种布置。具体实施例方式参照图i禾niA，示出了超导同步电机的转子组件io。在该透视图中，切掉电磁屏蔽件12的一部分以露出转子组件10的内部部件。例如，示出了沿着 转子组件10的纵向轴16延伸的轴14。在运行中，超导线圈18产生与定子组 件(未示出)关联的磁通。在某些实例中，超导线圈可设置成用于产生电极的 一个或多个拓扑(例如，六极拓扑)。超导线圈18可成形为(例如，跑道形 状)有效产生如美国序列No.09/359，497所提供(连同其他一些构造细节)的 那样的磁通，其中该美国序列结合在此作为参考。转子组件10还包括激励器 (未示出)，其实例在美国序列No.09/480,430中更详细描述，其也结合在此 作为参考。转子组件10包括线圈支撑管20，该线圈支撑管20维持为低温并且由高 强度并且可延伸的材料(例如，不锈钢，因科镍合金(Inconel) ， 9镍钢，12 镍钢，等等)制成。用9镍钢或者12镍钢构造线圈支撑管20是非常有利的， 这是因为他们的铁磁特性可增加与定子组件关联的磁通路径中的磁场。转子组 件10外部的低温冷却机(未示出)提供了诸如氦之类的冷却剂给转子组件。 如下面更详细描述的，转子组件IO及其部件具有这样的特点增加了发电机的整体性能，尤其是在具有高或较低的扭矩条件而速度相对高(例如超过3000rpm的速度)的情况下。然而，转子组件10的技术和特点也可结合到扭 矩条件高或较低而速度较低的实现方式中。具体地，转子组件10包括两个扭矩管22， 24，用于将转子组件产生的旋 转力传递到轴14上。在这种布置中，各凸缘26， 28接合到扭矩管22， 24上， 用于将来自转子组件10的力传递到轴14上。然后轴14将旋转能传递到例如 螺旋桨，传动系统或者其他类似设备或系统上。轴14典型地由钢形成并且不 被冷却(即，它维持在周围环境温度上)。在某些实例中，轴14单独或者与 周围的衬套(未示出)相结合可由诸如磁钢或者铁之类的铁磁材料制造成较低 磁阻，由此增加通过与定子组件关联的磁通路径的磁通量。线圈支撑管20为超导线圈18提供支撑，这样线圈保持它们盘绕的形状(例 如，跑道形状)。对于相对高转速的应用，超导线圈18安装到线圈支撑管20 的内部。这样，线圈支撑管20位于比超导线圈18更远离纵向轴16的径向位 置上。在这种转速时，向心力可将线圈径向向外推。通过用支撑管20覆盖超 导线圈18，线圈基本保持在合适的位置，以保持它们的形状。对于转子组件10相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子组件，该转子组件被构造成在旋转电机的定子组件内旋转，该旋转电机具有设置在该转子组件的非低温区内的轴，该转子组件包括：　超导线圈组件，该超导线圈组件位于该转子组件的低温区内，该超导线圈组件在运行中产生与该定子组件关联的磁通；以及 　扭矩传递组件，该扭矩传递组件包括第一和第二管，该第一和第二管定位在该超导线圈组件外部的径向空间内，并且沿着该转子组件的纵向轴延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.20 US 11/533,5951、一种转子组件，该转子组件被构造成在旋转电机的定子组件内旋转，该旋转电机具有设置在该转子组件的非低温区内的轴，该转子组件包括超导线圈组件，该超导线圈组件位于该转子组件的低温区内，该超导线圈组件在运行中产生与该定子组件关联的磁通；以及扭矩传递组件，该扭矩传递组件包括第一和第二管，该第一和第二管定位在该超导线圈组件外部的径向空间内，并且沿着该转子组件的纵向轴延伸。2、 如权利要求1所述的转子组件，其中该扭矩传递组件被机械接合到该超导线圈组件上，并且在该转子组件的非低温区和低温区之间延伸。3、 如权利要求1所述的转子组件，还包括凸缘，其中该扭矩传递组件从该凸缘轴向延伸，并且轴向延伸到该超导线圈组件的一部分上。4、 如权利要求1所述的转子组件，其该中第一和第二管的长度足以向该超导线圈组件提供基本的热绝缘。5、 如权利要求1所述的转子组件，其中该扭矩传递组件包括机械接合到该超导线圈组件上的环。6、 如权利要求1所述的转子组件，其中该扭矩传递组件包括将该第一管机械接合到该超导线圈组件上的第一环以及将该第二管机械接合到该超导线圈组件上的第二环。7、 如权利要求1所述的转子组件，其中该第一管机械接合到第一凸缘上，并且轴向延伸到该超导线圈组件的一部分上；该第二管机械接合到第二凸缘上，并且轴向延伸到该超导线圈组件的另一部分上。8、 如权利要求1所述的转子组件，其中该第一管的长度和该第二管的长度不同。9、 如权利要求1所述的转子组件，其中该第一管和第二管之间的间隔足以向该超导线圈组件提供基本的热绝缘。10、 如权利要求1所述的转子组件，其中该第一管和第二管的长度足以向该超导线圈组件提供支撑。11、 如权利要求1所述的转子组件，其中该第一管包括导热材料。12、 如权利要求ll所述的转子组件，其中该导热材料包...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·M·温，
申请(专利权)人：美国超导体公司，
类型：发明
国别省市：US