具有轉子和超導轉子繞組的機器的製作方法

2023-06-10 09:23:06 1

專利名稱：具有轉子和超導轉子繞組的機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有一可圍繞一旋轉軸線旋轉支承的轉子的機器，該轉子包括一待冷卻或受冷卻的超導繞組以及一不受冷卻的轉子體。其中，所述轉子體在其外側具有削平段，由此使得該外側區域具有至少近似於圓弓形的橫截面，在這樣的外側區域內在至少一低溫恆溫器內在一吸收張緊力的固定裝置上安裝所述轉子繞組的一線圈。一種相應的機器已由EP1261114A1公開。
在諸如應用超導技術的同步電動機和同步發電機的機器中，通過採用一旋轉的超導勵磁繞組可以達到更高的功率密度、更小的損耗以及其他的優點。在此，必須對繞組的超導體進行冷卻，其中，該繞組出於絕熱的原因必須封閉到一個高真空絕熱的低溫恆溫器中。所引起的扭矩作用在超導體上以及必須通過適當的傳遞元件傳導到一熱的轉子軸上。尤其在大電磁單元中，作用到超導繞組上的離心加速度為幾千g(g為重力加速度)，該離心加速度必須在不損害超導材料的情況下被吸收。徑向離心力和方位磁力從該繞組通過合適的固定元件傳遞到一機械結構穩定的轉子體或一繞組芯或轉子芯上。在此，該芯優選由導磁材料、如鐵製成，以便增強所述勵磁磁場。
已公知一些具有一個直接固定在一圓柱形轉子體上的繞組的機器的實施方式，該圓柱形轉子體由非磁性或磁性材料製成以及處於繞組溫度下(參見DE19943783A1，US 4,146,804 A1，WO 98/02953 A1)。但是在相應大的電磁單元中，例如電廠發電機中所述轉子體具有一個大到幾十噸的冷質量。這需要長的冷卻和加熱時間、在冷卻區域內將扭矩傳遞到帶有高熱流的熱軸上的扭矩傳遞元件以及一大的圍繞所述冷芯和繞組的真空低溫恆溫器。
也已知一些帶有其轉子體不冷卻到繞組溫度的轉子的機器(參見EP0805546 B1或者EP 0 690 550 B1)。所述繞組(在此是賽車道形式)以及連同一低溫恆溫真空容器、一低溫護板和導引冷卻介質的冷卻管一起裝入到一在所述熱轉子芯中銑製成的凹槽中。其中，該凹槽通過一個按比例實心的封閉元件向外被封閉，通過該封閉元件接受在運行過程中作用到繞組上的力以及將該力傳遞到轉子芯上。在此，一些吊環或蜂窩結構傳遞繞組與護板之間以及護板與所述轉子芯的封閉元件之間的作用力。所述繞組低溫恆溫器在端部處通過轉子芯中的徑向孔導引。採用Nb3Sn作為所述超導材料以及用10K的氦氣冷卻該超導材料。具體所述繞組和低溫恆溫器怎樣構造在相應的凹槽中，在該篇現有技術中沒有公開。但是直接在所述凹槽中繞制和安裝需要極大的成本費用。
在由開頭所提到的EP 1261114A1獲知的機器中，它的轉子體是不冷卻的。該轉子體在兩相對的縱側具有削平段，使得關於一圓柱形的外側區域設計為具有總是圓弓形橫截面。在該外側區域內至少有一用於承接所述待冷卻轉子繞組的導線的低溫恆溫器。該繞組低溫恆溫器在端部通過轉子芯中的徑向孔導引。為了安裝，該轉子芯設計為三部分；所述帶有削平段的磁性芯包括繞組；沿軸線的兩端安裝有帶銷釘的端頭，它們在一側帶有用於繞組的開槽以及在朝外的端部上承載轉子的軸頭。這些端頭可以由非磁性材料、如不鏽鋼製成。至少一固定裝置的一冷的張緊元件延伸通過轉子體並且相對於該轉子體絕熱，通過該張緊元件固定所述低溫恆溫器的以及進而轉子繞組的沿徑向相對置的部分。對轉子繞組進行這類固定和保持是非常費事的。此外，通過機器的這種構造以及尤其是它的固定裝置的這種構造不能夠充分達到承受在運行時以及在短路或在發生其他故障時所引起的切向力。
因此，本發明所要解決的技術問題是這樣設計一種具有本文前言所述特徵的機器，即，與現有技術相比簡化繞組的安裝以及仍然可以保證在出現大的徑向力和方位力時也能達到可靠地固定。
上述技術問題按照本發明通過在權利要求1中給出的措施得以解決。據此，應該這樣設計具有本文前言所述特徵的機器，即，所述固定裝置吸收張緊力是在所述轉子體的削平段區域內進行。
這樣設計帶來的優點主要在於，可以取消冷的穿過轉子體延伸且相對於該轉子體絕熱的張緊元件。因此，所述固定裝置將運行過程中作用到繞組上的力主要只是以張緊力的形式傳遞到不受冷卻的轉子體上的所述削平段的底面區域內。與此相關的優點還在於，除了可以至少部分地預先制好所述繞組外，該繞組的至少一個線圈可以設計為扁平的賽車道形式線圈或矩形線圈，所述低溫恆溫器至少部分是預先制好的以及固定在所述熱的轉子體的側面削平段的區域上並且補足那裡的空缺。也就是說，轉子體沒有用於容納繞組或固定裝置部件的縱向槽。特別有利之處還在於，所述繞組為了測試目的可以無鐵芯地冷卻以及被測試。
本發明機器的有利的擴展設計可以從權利要求1的從屬權利要求中得出。在此，按照權利要求1的實施方式可以與其中一個從屬權利要求的特徵組合或者優選與多個從屬權利要求中的特徵組合。據此，所述按照本發明尤其可設計為同步電動機、優選設計為同步發電機的機器還附加地具有下列特徵·出於增強磁場的原因在它的轉子體中可以包含一個由鐵磁性材料製成的轉子芯或者由該芯構成。
·它的至少一個低溫恆溫器可以至少部分是預製好的以及固定在所述削平段上。此時，該低溫恆溫器能夠具有一個補足所述轉子體的圓柱體形狀的外形輪廓。
·另外，它的至少一個低溫恆溫器或者該低溫恆溫器的至少一些部件可以由導電性能良好的金屬製成以及因此有利地起到一電磁阻尼護板的作用。
·該機器的固定裝置有利地具有吊環形和/或杆形的張緊元件。在此，可以這樣有利地設計所述張緊元件，即，它們允許轉子繞組在冷卻時相對於所述低溫恆溫器具有縱向收縮。
·所述張緊元件通常可以由具有足夠高機械強度的絕熱材料製成。
·另外，所述轉子繞組可以電絕緣地安置在一些固定在所述張緊元件上的支撐軌中。
·這樣有利地選擇所述至少一個線圈的沿徑向待測量的繞組高度，即，使得所述各線圈的超導體的最大允許累計壓應力基於離心力和/或扭矩力的原因不被超過。在此，所述轉子繞組的通常多個線圈分別安置在一繞組腔室內，其中，所述腔室和/或線圈的最小數量通過所述各線圈在與其對應的腔室中的最大允許繞組高度來確定。
·另外，所述轉子繞組可以具有至少一個矩形線圈或者一賽車道形式的線圈或者兩個馬鞍形線圈。
·在此，其具有一矩形線圈或者一賽車道形式的線圈的轉子繞組可以安置在一個可組合形成的轉子體的一中間件上。
·所述轉子繞組可以至少部分是預製好的。
·一些用於流體冷卻介質的冷卻介質傳輸管路特別有利地與軸線平行地在所述轉子繞組上或者穿過該轉子繞組地延伸。所述冷卻介質可有利地利用自由對流在所述冷卻介質傳輸管路中循環。該冷卻介質循環尤其可以在溫差環流迴路中進行。
·至少所述冷卻介質傳輸管路中幾段管路可以與所述固定裝置的尤其如張緊元件的構件傳熱地連接。
·該機器的轉子繞組尤其可以用由高溫超導材料製成的導體製成。當然取而代之地也可以採用由低溫超導材料製成的導體。所採用的導體在此可以是帶狀導體或芯線複合導體。
下面參考附圖藉助於優選的實施方式對本發明予以詳細闡述。在附圖中分別以簡略的形式表示

圖1和2以縱剖面圖及橫剖面圖表示一按照本發明的機器的第一種實施方式；圖3和4以橫剖面圖及縱剖面圖表示該機器的低溫恆溫器；圖5和6表示用於本發明機器的不同轉子體的低溫恆溫器的其他不同的設計方案；圖7以傾斜視圖表示一帶有低溫恆溫器的轉子繞組的實施方式；圖8和9以傾斜視圖及橫截面圖表示一帶有兩個低溫恆溫器的轉子體的另一種實施方式；以及圖10表示一帶有兩個特殊成形的低溫恆溫器及線圈的轉子體的另一種實施方式。
其中在所述附圖中相對應的構件以相同的附圖標記標註。
在圖1和2中所示出的轉子是以尤其是超導同步電動機或超導同步發電機的公知實施方式為基礎。在附圖中2通常表示可圍繞一軸線A旋轉支承的轉子，3a和3b表示轉子支座，4表示一個包含一個由非冷卻鐵製成的轉子芯的轉子體，4a和4b表示轉子體沿徑向相互對置的削平段5表示採用具有超導材料、優選高溫超導材料的導體的一預先製成的兩極轉子繞組，
6表示一個用於徑向懸吊或固定所述繞組的固定裝置，7表示一個用於冷卻介質K的具有至少一個冷卻介質輸入管路7a和至少一個冷卻介質回流管路7b的冷卻介質管路系統，該系統與所述超導繞組5導熱地連接，8表示一個一同旋轉的冷卻介質匯集腔，通過一靜止不動的冷卻介質輸送通道9將外部的流體冷卻介質K導入到該匯集腔內，並且該匯集腔保持與所述冷卻介質輸入管路7a和冷卻介質回流管路7b連通，10表示一個一同旋轉的環繞所述超導繞組5、冷卻介質匯集腔8以及冷卻介質輸送通道9的低溫恆溫器，該低溫恆溫器具有一低溫恆溫外壁10a和一環繞所述轉子體4的低溫恆溫內壁10b，11表示一個環繞所述冷卻介質輸送通道9的靜止的真空腔，12表示一個旋轉的真空腔，13表示一個設計在靜止的真空腔11與所述旋轉的低溫恆溫外壁的一個同心環繞該真空腔11的部分之間的環形間隙密封件，14表示一鐵磁射流密封件，以及15表示一個本身已公知的尤其帶有所述冷卻介質輸送通道9、真空腔11和12以及密封件13和14的冷卻介質傳輸接頭。
尤其如從圖2中進一步看到的那樣，所述繞組5的一個或多個超導矩形線圈由所述至少基本上只接受張緊力的固定裝置6固定保持在一環形低溫恆溫器10的真空絕緣殼體內。該低溫恆溫器有利地至少在其外側面上由一種導電性能良好的金屬、如鋁或銅製成以及因此可以起到一電磁的阻尼護板的作用。還可以在所述抽真空的低溫恆溫器中以本身公知的方式設有其他的減小熱量導入到繞組5上的器件，如熱輻射護板和/或超級絕熱元件。所述矩形線圈連同所述本身公知的冷卻介質傳輸接頭15的旋轉部分是預先製成的，冷卻介質K通過該冷卻介質傳輸接頭15從靜止構件達到旋轉構件上，尤其達到冷卻介質匯集腔8中。在該所示的實施方式中所述轉子繞組設計為兩極的，在此其低溫恆溫器在削平段4a和4b區域內安置及固定在轉子體4的外側面上。在那兒存在的外側區域共同用4c或4d表示。在橫截面圖中可以看到，這些外側區域分別佔據了一個相對於一圓形面而言至少一近似圓弓形或圓拱形的面積。相應地可以實現在一個具有四個、六個、八個等削平段的熱芯上具有2、3、4個等分開的繞組低溫恆溫器的轉子繞組的4極、6極、8極等設計結構。
下面按照圖3描述繞組5的實施方式-將所述有利地預先製成的繞組固定在所述轉子體上，確切地說，是固定在一側向削平的熱鐵芯上。
-所述繞組由賽車道形式或矩形形式的扁平線圈製成。該繞組優選由高溫超導材料的帶狀導體製成或由所謂的「薄餅」18形式的高溫超導芯線複合導體製成並且在繞組腔室19內堆疊成繞組塊。這些繞組塊在所述沿徑向位於內部的側面上安置在軌式、槽式或盆式的前後相繼被稱為支撐軌21的保持元件中，這些保持元件尤其可以由非磁性鋼製成。
-所述繞組的匝數通過所需要的安匝數的數量確定；因此所述橫截面面積由繞組高度與整個繞組寬度的乘積確定。
-在各繞組腔室中的繞組高度受最大允許壓力的限制，該壓力由於作用到高溫超導繞組上的離心力和/或扭矩作用力而在最大轉速時被施加到該高溫超導體的朝向保持軌的表面上。對於鉍-銅酸鹽超導帶而言，離心壓力最高應為50MPa，優選小於15Mpa。從繞組高度中也可以得出所述整體的繞組寬度。
-這樣確定所述繞組腔室寬度，即，在所有可能出現的運行和/或故障狀態下的扭矩作用到繞組上時，基於作用在超導繞組上的方位力而在繞組腔室的側面處形成的表面壓力總和不超出所述允許值。對於鉍-銅酸鹽超導帶而言，相應的壓力最高應為50MPa，優選小於15Mpa。
-從一預定的整體繞組寬度和繞組高度得出繞組腔室的必要最小數量。按照圖1至4和圖7的實施方式分別以具有兩個腔室的繞組為基礎。
-所述固定裝置6的張緊元件固定在所述支撐軌21上、優選在設計在繞組腔室19之間的過梁區域內以及固定在側梁上。
下面尤其按照圖3和4來描述所述懸吊結構的實施方式-這兩個附圖是通過沿一相應的在各附圖中標出的剖切線剖切得出。這兩個示意圖不是按比例畫出的。
-所述吸收張緊力的固定裝置6包括低溫恆溫器的一基板24，該基板平行於所屬削平段的各自平面地延伸，以及，所述徑向和切向力從位於繞組腔室19的支撐軌21中的繞組通過張緊元件22和23傳導到該基板上。該基板同時構成低溫恆溫器內壁10b。該內壁或者通過所述對應設置的削平段區域內的轉子體本身構成，或者如在附圖所示的實施方式的情況那樣與在各削平段處的物體傳力地連接。圖3以橫截面圖表示低溫恆溫器10中的繞組5和受力支座。
-所述固定裝置6的張緊元件優選為吊環22和杆23。它們有利地由導熱性能差的材料、如GFK(玻璃纖維增強塑料)或CFK(化學纖維增強塑料)製成，這樣的材料從所述產生的力的方面考慮具有足夠的機械強度。此外，該元件有利地允許沿轉子軸的方向傾翻，以便因此接受繞組相對於轉子體的熱收縮。圖4以縱截面圖表示帶有吊環22作為張緊元件的一種實施方式，這些吊環掛在懸掛元件20a(冷的)和20b(熱的)上。
-所述基板24優選具有沿軸向間隔一定間距的相互平行地且垂直於轉子軸地延伸的一些梯形肋24a，這些梯形肋設計成燕尾形並且嵌入到轉子體4中的相應成形的凹槽25中以及因此將作用到繞組5上的力傳遞到該轉子體上。
-當然可以採用一種與所述示意圖不同的為了傳遞力將繞組固定在基板上的實施方式。在此的關鍵只是在於，所述懸吊結構也允許有限的熱收縮。
所述低溫恆溫器及固定裝置的其他實施方式-按照圖3，所述環形低溫恆溫器10具有一圓弓形橫截面。該環形低溫恆溫器優選由導電性能良好的金屬製成以及同時起到一磁性阻尼護板的作用。
-所述轉子體4的外輪廓以及低溫恆溫器的相應輪廓優選地構成一圓柱形，以便因此將空氣摩擦減到最小。
-按照圖5，也可以將所述固定裝置6或者它的張緊元件直接錨固在轉子體4上。所述繞組區域被彎曲的壁弧段26遮蓋，這些壁弧段可以在邊緣處與所述轉子體的鐵芯真空密封地焊接。以這種方式圍繞繞組構成並保持一絕緣真空。所述低溫恆溫器壁可以是非磁性的或者為了改善其可焊接性也可以由與轉子體類似或相同的磁性材料製成。
下面尤其按照圖1和2來描述冷卻繞組的實施方式-一些冷卻管沿著平行於軸線的支路在超導繞組5上或者穿過該超導繞組地延伸，這些冷卻管優選構成一個或多個溫差環流迴路，低溫冷卻介質K在利用自由對流的情況下在該迴路中循環。在繞組導體採用高溫超導材料時例如考慮液態氖(LNe)或液態氫(LH2)或這些液體與氦(He)的混合物。在冷卻介質輸入管路7a中的流入管可以設計為在內部的與軸平行的通道或者設計為與支撐軌21熱接觸的冷卻管(參見圖3)。冷卻介質在冷卻介質回流管路7b中的熱回流優選比較靠近旋轉軸線地延伸，以便因此在旋轉時產生一自動泵效應。該熱回流段優選與張緊元件22熱接觸，以通過該位於繞組5前的張緊元件22阻擋熱量流入。位於繞組端部的徑向線圈部分可以例如僅僅通過沿超導體導熱來冷卻。
-在勵磁側的端部，所有溫差環流迴路均匯入到冷卻介質腔8內的一個旋轉的存儲槽中，該冷卻介質腔8圍繞旋轉軸線A設置在低溫恆溫外殼10的真空中。在該冷卻介質腔中冷卻介質K的液體與氣體被分開，冷卻介質通過一個帶有所述真空絕緣的冷卻介質輸送通道9的低溫接頭與一外部的低溫製冷器連通。
-當然對於一按照本發明的機器而言，也可以採用其他不同的本身公知的冷卻方式，例如強迫冷卻。也可以考慮採用單相氣體、如氦氣、氫氣或氖氣作為冷卻介質。該氣體可以處於這樣高的壓強下，使得氣體在此時處於超臨界狀態。
下面尤其按照圖2、5和6來描述轉子體4的實施方式-如從圖6中所看到的那樣，對於轉子體27的構造不必一定要局限於如按照圖2和5所示的實施方式那樣橫截面是一精確的圓形。也就是說，它可以有利地具有一預定的斷面形狀，例如帶有其他削平區段28，以便因此達到更好地近似於一所期望的場特徵「B∝cosφ」。具體形狀可以從磁場計算中確定。在此也可以存在大約圓弓形的其中安置低溫恆溫器10的外側區域。如所看到的那樣，若在一按照本發明的機器中將所述外側區域的一至少近似於圓弓形的構造也理解為一種形狀，則在該形狀中這些外側區域或低溫恆溫器的外形輪廓不必是精確的圓弓形。
-當然也可以實現極數P＞2。在此尤其賽車道形式的P極扁平線圈在本身的低溫恆溫器外殼中以所示方式安裝在一個P個側面的轉子(基)體上的削平段區域內，其中該轉子體尤其為了增強磁場可以具有一由鐵磁性材料製成的鐵芯或者至少在繞組的區域內由該材料製成。
對繞組5的繞組端部的實施方式的說明-在一個兩極的如裝有上述扁平繞組的轉子中，繞組端部必須穿過實心的轉子體4。按照圖7所示實施方式，該轉子體4可組合形成。它例如由三部分組成以及包括兩個盤形的端面端頭30a和30b以及一個帶有兩個徑向的位置相對的削平區域的且承接繞組5的中間件31。在首先組裝完所述線圈低溫恆溫器外殼10後，再將軸頭32a和32b連同所述端頭30a和30b通過其例如制有槽的凸緣固定在所述中間件31上，例如與該中間件31螺栓連接。另外，在圖7中還可看到支撐軌的一同被冷卻的構件21a至21d，所述設計為扁平繞組的轉子繞組5固定在這些支撐軌上以及傳力地與中間件31相連。所述支撐軌構件21c和21d與軸向線圈部分5c或5d對應配置，而支撐軌構件21a和21b固定繞組5的繞組端部區域內的徑向線圈部分5a或5b。
-所述離心力在徑向繞組部分5a或5b中在繞組端部形成張緊力。為了承接繞組與轉子體4或轉子芯之間的軸向磁力在此同樣設有端側支撐軌和張緊元件。當將繞組的線圈部分5a或5b通過一種適當的樹脂粘接到所腔室中時，所述張緊力或者由繞組的可能機械性能增強的導體承受，或者部分地由支撐軌構件21a、21b承受。
-在圖8和9中示出了一個兩極轉子的另一種設計方案。在此，所述轉子繞組被分成兩個相隔一定間距的分別處於各自的一環形低溫恆溫器36a或36b中的分繞組35a或35b。這些環形低溫恆溫器嵌入到一個在此為連續直通的轉子體38的軸端部32a和32b內的端面凹槽37a和37b中。在該實施方式中，與按照圖7所示的實施方式相比，可以取消將轉子體細分成幾部分。
-圖10表示另一種在一連續直通的轉子體41上帶有兩個低溫恆溫器的實施方式。在該實施方式中，所述轉子繞組被劃分成兩個在圖中未詳細表示的超導馬鞍形線圈42a或42b，這兩個線圈位於相應成形的低溫恆溫器43a或43b中。在此也通過支撐軌和張緊元件來吸收或承接繞組上的力。在該實施方式中，在採用帶狀高溫超導體時要考慮沿高稜邊的彎曲半徑，該彎曲半徑通常限定在最大為一米的範圍內。
具體實施例下面就用於一個830MVA透平發電機的如圖1所示的帶有高溫超導繞組的兩極轉子給出如下具體數據轉速 50/s
額定扭矩 2.4MNm轉子尺寸(φ×軸向長度) 1.16m×6.3m匝數 4100繞組上的徑向加速度 55000m2/s繞組高度×寬度×腔室數 15m×75mm×4支撐軌寬度×厚度 350mm×15mm整個繞組的徑向力 50MN整個繞組的切向力 4.5MN高溫超導體上的最大徑向壓強 6.5MPa高溫超導體上的切向壓強 5.8MpaGFK製成的張緊元件的長度0.06m(×為乘法符號)
權利要求
1.一種機器，其具有一個可圍繞一旋轉軸線旋轉支承的轉子，該轉子包括一超導轉子繞組和一不受冷卻的轉子體，其中，所述轉子體在其外側具有一些削平段，並由此使得這些外側區域分別具有至少近似於圓弓形的橫截面，在這些外側區域內在至少一低溫恆溫器內在一吸收張緊力的固定裝置上安裝所述轉子繞組的至少一個線圈，其特徵在於，所述固定裝置(6)吸收張緊力是在所述轉子體(4)上的削平段(4a、4b)區域(4c、4d)內進行。
2.如權利要求1所述的機器，其特徵在於，所述轉子體(4)包括一個由鐵磁性材料製成的轉子芯。
3.如權利要求1或2所述的機器，其特徵在於，所述至少一個低溫恆溫器(10)至少部分是預製好的並固定在所述削平段(4a、4b)上。
4.如權利要求1至3中任一項所述的機器，其特徵在於，所述至少一個低溫恆溫器(10)具有一個補足所述轉子體(4)的圓柱體形狀的外形輪廓。
5.如權利要求1至4中任一項所述的機器，其特徵在於，所述至少一個低溫恆溫器(10)至少部分由導電性能良好的金屬製成以及起到一電磁阻尼護板的作用。
6.如權利要求1至4中任一項所述的機器，其特徵在於，所述固定裝置(6)具有吊環形和/或杆形的張緊元件(22、23)。
7.如權利要求6所述的機器，其特徵在於，所述張緊元件(22、23)設計成允許所述轉子繞組(5)在被冷卻時相對於所述低溫恆溫器(10)具有縱向收縮。
8.如權利要求6或7所述的機器，其特徵在於，所述張緊元件(22、23)由具有足夠高機械強度的絕熱材料製成。
9.如權利要求6至8中任一項所述的機器，其特徵在於，所述轉子繞組(5)電絕緣地安置在一些固定在所述張緊元件(22、23)上的支撐軌(21；21a至21d)中。
10.如權利要求1至9中任一項所述的機器，其特徵在於，所述轉子繞組(5)的至少一個線圈具有一沿徑向待測量的繞組高度，該高度由於離心力和/或扭矩力的原因通過該線圈的超導體的最大允許累計壓應力來限定。
11.如權利要求10所述的機器，其特徵在於，所述轉子繞組(5)的多個線圈分別安置在一繞組腔室(19)內，其中，這些腔室(19)和/或線圈的最小數量通過所述各線圈在與其對應的腔室中的最大允許繞組高度來確定。
12.如權利要求1至11中任一項所述的機器，其特徵在於，所述轉子繞組(5)具有至少一個矩形線圈或一賽車道形式的線圈或兩個馬鞍形線圈(42a、42b)。
13.如權利要求1至12中任一項所述的機器，其特徵在於，所述轉子繞組(5)具有一矩形線圈或一賽車道形式的線圈，該線圈安置在一個可組合形成的轉子體(4)的一中間件(31)上。
14.如權利要求1至13中任一項所述的機器，其特徵在於，所述轉子繞組(5)至少部分是預製好的。
15.如權利要求1至14中任一項所述的機器，其特徵在於，一些用於冷卻介質(K)的冷卻介質傳輸管路(7a、7b)與軸線平行地在所述轉子繞組(5)上或者穿過該轉子繞組地延伸。
16.如權利要求15所述的機器，其特徵在於，所述冷卻介質(K)利用自由對流在所述冷卻介質傳輸管路(7a、7b)中循環。
17.如權利要求15或16所述的機器，其特徵在於，所述冷卻介質(K)在溫差環流迴路中循環。
18.如權利要求15至17中任一項所述的機器，其特徵在於，至少所述冷卻介質傳輸管路(7a、7b)中幾段管路與所述固定裝置(6)的構件傳熱地連接。
19.如權利要求1至18中任一項所述的機器，其特徵在於，所述轉子繞組(5)用由高溫超導材料製成的導體製成。
20.如權利要求19所述的機器，其特徵在於，採用高溫超導材料制的帶狀導體或高溫超導芯線複合導體。
21.如權利要求1至20中任一項所述的機器，其特徵在於，該機器設計為同步電動機，優選為同步發電機。
全文摘要
本發明涉及一種具有一可圍繞一旋轉軸(A)旋轉支承的轉子(2)的機器，該轉子包括一個通過冷卻介質(K)冷卻的位於至少一個低溫恆溫器(10)中的超導轉子繞組(5)和一個無需冷卻的轉子體(4)。為了簡化安裝所述繞組和低溫恆溫器，所述轉子體(4)在其外側具有削平段(4a、4b)，至少一個低溫恆溫器(10)位於削平段(4a、4b)處。在該低溫恆溫器中在一至少基本上只吸收張緊力的固定裝置(6)上應該安裝所述轉子繞組(5)的至少一個線圈。其中，在所述轉子體(4)的削平段(4a、4b)上進行所述固定裝置的張緊力吸收。對於所述繞組的導體優選考慮採用高溫超導材料。
文檔編號H02K3/52GK1745512SQ200480003031
公開日2006年3月8日 申請日期2004年1月26日 優先權日2003年1月28日
發明者岡特·裡斯 申請人:西門子公司