专利摘要

本申请提供了一种转子超导磁体结构、电机转子及超导同步调相电机，转子超导磁体结构包括：换热管、换热触角、超导线圈；换热管固定设置于骨架上，换热管内装有换热冷媒；所述换热触角包括多个第一换热触角，多个第一换热触角的第一吸热端与超导线圈的两端面的各个发热部位相抵触，第一换热触角的第一放热端与换热管相抵触。本申请达到了保证良好散热功能的同时使转子超导散热结构的安装固定、电流引线更加简易，不影响检测信号的传递的技术效果，解决了采用低温冷媒的散热方式对转子超导磁体结构进行散热会造成超导磁体的安装固定、电流引线和真空密封上均存在较大的困难，且在极低温的液体环境下不利于检测信号的馈穿的技术问题。

权利要求

1.一种转子超导磁体结构，其特征在于，包括：换热管、换热触角、超导线圈、骨架和保护框架；

所述保护框架固定设置于所述超导线圈的外圈的侧壁上，所述骨架与所述超导线圈的内圈的侧壁固定连接；

所述换热管固定设置于所述骨架上，所述换热管内装有换热冷媒；

所述换热触角包括多个第一换热触角，所述第一换热触角设置有第一吸热端和第一放热端，多个所述第一换热触角的第一吸热端与所述超导线圈的两端面的各个发热部位相抵触，所述第一换热触角的第一放热端与所述换热管相抵触。

2.根据权利要求1所述的转子超导磁体结构，其特征在于，所述换热触角还包括多个第二换热触角；

所述第二换热触角设置有第二吸热端和第二放热端，多个所述第二换热触角的第二吸热端与所述骨架的两端面的各个发热部位相抵触，多个所述第二换热触角的第二放热端与所述换热管相抵触。

3.根据权利要求2所述的转子超导磁体结构，其特征在于，所述换热触角还包括多个第三换热触角；

所述第三换热触角设置有第三吸热端和第三放热端，多个所述第三换热触角的第三吸热端与所述保护框架的两端面的各个发热部位相抵触，多个所述第三换热触角的第三放热端与所述换热管相抵触。

4.根据权利要求3所述的转子超导磁体结构，其特征在于，所述换热触角呈折弯状。

5.根据权利要求1所述的转子超导磁体结构，其特征在于，所述换热管固定设置于所述保护框架的端面边缘。

6.根据权利要求3所述的转子超导磁体结构，其特征在于，所述换热触角的横截面面积为0.125mm～1mm之间。

7.根据权利要求3所述的转子超导磁体结构，其特征在于，所述换热触角的吸热端和放热端的抵触部上均涂抹有低温导热胶。

8.根据权利要求1所述的转子超导磁体结构，其特征在于，所述换热冷媒为液氮。

9.一种电机转子，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的转子超导磁体结构、转子铁芯和转轴；

所述转子超导磁体结构固定设置于所述转子铁芯的外侧壁上；

所述转子铁芯固定设置于所述转轴上。

10.一种超导同步调相电机，其特征在于，包括权利要求9所述的电机转子和定子；

所述电机转子转动设置于所述定子的内腔中。

说明书

技术领域

本申请涉及超导电机领域，尤其涉及一种转子超导磁体结构、电机转子及超导同步调相电机。

背景技术

高温超导材料具有高载流能力以及直流无阻等优良特性，随着高温超导材料生产技术的日益成熟和生产成本的不断降低，将高温超导材料应用在同步调相电机的转子中作为超导磁体结构，能有效提交同步调相机的相应速度，改善传统调相机中转子绝缘老化问题，延长同步调相电机的使用寿命。

本领域技术人员在研发超导同步调相机时，用于解决转子超导磁体结构的散热问题的常规方案是采用低温冷媒完全浸没，然而对于大型转子超导磁体结构来说，采用低温冷媒完全浸没的方式会造成超导磁体的安装固定、电流引线和真空密封上均存在较大的困难，且在极低温的液体环境下不利于检测信号的馈穿，导致对超导磁体的检测效果不佳。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种转子超导磁体结构、电机转子及超导同步调相电机，解决采用低温冷媒的散热方式对转子超导磁体结构进行散热会造成超导磁体的安装固定、电流引线和真空密封上均存在较大的困难，且在极低温的液体环境下不利于检测信号的馈穿，导致对超导磁体的检测效果不佳的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供一种转子超导磁体结构，包括：换热管、换热触角、超导线圈、骨架和保护框架；

所述保护框架固定设置于所述超导线圈的外圈的侧壁上，所述骨架与所述超导线圈的内圈的侧壁固定连接；

所述换热管固定设置于所述骨架上，所述换热管内装有换热冷媒；

所述换热触角包括多个第一换热触角，所述第一换热触角设置有第一吸热端和第一放热端，多个所述第一换热触角的第一吸热端与所述超导线圈的两端面的各个发热部位相抵触，所述第一换热触角的第一放热端与所述换热管相抵触。

进一步的，所述换热触角还包括多个第二换热触角；

所述第二换热触角设置有第二吸热端和第二放热端，多个所述第二换热触角的第二吸热端与所述骨架的两端面的各个发热部位相抵触，多个所述第二换热触角的第二放热端与所述换热管相抵触。

进一步的，所述换热触角还包括多个第三换热触角；

所述第三换热触角设置有第三吸热端和第三放热端，多个所述第三换热触角的第三吸热端与所述保护框架的两端面的各个发热部位相抵触，多个所述第三换热触角的第三放热端与所述换热管相抵触。

进一步的，所述换热触角呈折弯状。

进一步的，所述换热管固定设置于所述保护框架的端面边缘。

进一步的，所述换热触角的横截面面积为0.125mm～1mm之间。

进一步的，所述换热触角的吸热端和放热端的抵触部上均涂抹有低温导热胶。

进一步的，所述换热冷媒为液氮。

本申请第二方面提供一种电机转子，包括上述的转子超导磁体结构、转子铁芯和转轴；

所述转子超导磁体结构固定设置于所述转子铁芯的外侧壁上；

所述转子铁芯固定设置于所述转轴上。

本申请第三方面提供一种超导同步调相电机，其包括上述的电机转子和定子；

所述电机转子转动设置于所述定子的内腔中。

与现有技术相比，本申请实施例的优点在于：

本申请提供了一种转子超导磁体结构，包括：换热管、换热触角、超导线圈、骨架和保护框架；所述保护框架固定设置于所述超导线圈的外圈的侧壁上，所述骨架与所述超导线圈的内圈的侧壁固定连接；所述换热管固定设置于所述骨架上，所述换热管内装有换热冷媒；所述换热触角包括多个第一换热触角，所述第一换热触角设置有第一吸热端和第一放热端，多个所述第一换热触角的第一吸热端与所述超导线圈的两端面的各个发热部位相抵触，所述第一换热触角的第一放热端与所述换热管相抵触。

本申请中提供的高温超导磁体结构，保护框架上设置有换热管，换热管中转载有换热冷媒，第一换热触角的第一放热端与换热管相抵触，第一换热触角的第一吸热端与超导线圈的两端面的各个发热部位相抵触，从而使超导线圈在各个位置产生的热量均可通过两端面传导至第一吸热端，再由第一吸热端将热量通过第一换热触角传导至第一放热端进行放热，并通过换热管将热量带走，代替了采用低温冷媒完全浸转子超导磁体结构的散热方法，达到了保证良好散热功能的同时使转子超导散热结构的安装固定、电流引线更加简易，不影响检测信号的传递的技术效果，解决了采用低温冷媒的散热方式对转子超导磁体结构进行散热会造成超导磁体的安装固定、电流引线和真空密封上均存在较大的困难，且在极低温的液体环境下不利于检测信号的馈穿，导致对超导磁体的检测效果不佳的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的转子超导磁体结构的结构示意图；

其中，附图标记为：换热管1、超导线圈2、骨架3、保护框架4、第一换热触角10、第一吸热端11、第一放热端12、第二换热触角20、第二吸热端21、第二放热端22、第三换热触角30、第三吸热端31、第三放热端32。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现有解决方案中，低温冷媒完全浸没的方案，会在大型超导磁体的安装固定、电流引线和监测信号线的极低温馈穿以及真空密封上受到诸多限制，不能很好满足实际工业场景中复杂工况的使用要求。

除了采用低温冷媒完全浸没的方案外，采用多制冷机增强冷却的方案也为十分常见的散热方案，然而，采用多制冷机冷却的方案一方面受到转子超导磁体安装空间的限制，导致制冷机的安装数量有限，本身不具备有较好的散热功能，另一方面由于超导磁体的骨架、盖板及保护框架等的吸收超导线圈后也会具备有较高的温度，会导致超导线圈的温度不均匀，造成某些部位过于冷却，某些部位又温度过高的现象。

本申请提供一种转子超导磁体结构，为了便于理解，请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的转子超导磁体结构的结构示意图；

包括换热管1、换热触角、超导线圈2、骨架3和保护框架4；

保护框架4固定设置于超导线圈2的外圈的侧壁上，骨架3与超导线圈2的内圈的侧壁固定连接；

换热管1固定设置于骨架3上，换热管1内装有换热冷媒；

换热触角包括多个第一换热触角10，第一换热触角10设置有第一吸热端11和第一放热端12，多个第一换热触角10的第一吸热端11与超导线圈2的两端面的各个发热部位相抵触，第一换热触角10的第一放热端12与换热管1相抵触。

需要说明的是，保护框架4固定设置于超导线圈2的外圈的侧壁上，用于保护超导线圈2的外圈不受损害，保护框架4采用的材料为导热性良好的铜、铝及其合金等的材料，能有效导出位于超导线圈2的外圈的侧壁上的热量。

骨架3与超导线圈2的内圈的侧壁固定连接，骨架3作为超导线圈2的支撑架，采用的材料为导热性良好的铜、铝及其合金等的材料，能有效导出位于超导线圈2的内侧的侧壁上的热量。

换热管1采用外方内圆的管体结构，从而保证换热管1的外部可与第一换热触角10的第一放热端12紧密抵触，使第一放热端12将热量更好地传递到换热管1壁上，本申请实施例中，换热管1可以为分离的直管，也可以为串联的异型管，安装位置选择磁场相对较弱的位置，避免涡流的产生。换热管1的材料为紫铜，具有良好的导热效果，当然，除了紫铜外，也可以采用铝合金、不锈钢等材料。

第一换热触角10的材料为铜或铝合金等导热性良好的材料，多个第一换热触角10的第一吸热端11密布于超导线圈2的两端面，因此，可根据超导线圈2两端面的各个主要发热处精准设置抵触点，使第一吸热端11在该抵触点吸收超导线圈2的热量，实现精准吸热，第一换热触角10、换热管1、超导线圈2、骨架3和保护框架4之间具采用环氧低温树脂整体固化，保障整个转子超导磁体的结构强度。

本申请中提供的高温超导磁体结构，保护框架4上设置有换热管1，换热管1中转载有换热冷媒，第一换热触角10的第一放热端12与换热管1相抵触，第一换热触角10的第一吸热端11与超导线圈2的两端面的各个发热部位相抵触，从而使超导线圈2在各个位置产生的热量均可通过两端面传导至第一吸热端11，再由第一吸热端11将热量通过第一换热触角10传导至第一放热端12进行放热，并通过换热管1将热量带走，代替了采用低温冷媒完全浸转子超导磁体结构的散热方法，达到了保证良好散热功能的同时使转子超导散热结构的安装固定、电流引线更加简易，不影响检测信号的传递的技术效果，解决了采用低温冷媒的散热方式对转子超导磁体结构进行散热会造成超导磁体的安装固定、电流引线和真空密封上均存在较大的困难，且在极低温的液体环境下不利于检测信号的馈穿，导致对超导磁体的检测效果不佳的技术问题。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的换热触角还包括多个第二换热触角20；

第二换热触角20设置有第二吸热端21和第二放热端22，多个第二换热触角20的第二吸热端21骨架3的两端面的各个发热部位相抵触，多个第二换热触角20的第二放热端22与换热管1相抵触。

具体来说，第二换热触角20的第二吸热端21与第二放热端22分别连接骨架3与换热管1，由于骨架3自身会吸收超导线圈2内圈的侧壁上的热量，导致骨架3具有较高的温度，从而第二换热触角20可根据骨架3的端面上的发热点使第二吸热端21与该发热点精准抵触，实现对骨架3的精准散热，同时避免出现骨架3局部过热的现象。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的换热触角还包括多个第三换热触角30；

第三换热触角30设置有第三吸热端31和第三放热端32，多个第三换热触角30的第三吸热端31与保护框架4的两端面的各个发热部位相抵触，多个第三换热触角30的第三放热端32与换热管1相抵触。

具体来说，第三换热触角30的第三吸热端31与第三放热端32分别连接保护框架4与换热管1，由于保护框架4自身会吸收超导线圈2外圈的侧壁上的热量，导致保护框架4具有较高的温度，从而第三换热触角30可根据保护框架4的端面上的发热端使第三吸热端31与该发热点精准抵触，实现对保护框架4的精准散热，同时避免出现保护框架4局部过热的现象。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的换热触角呈折弯状，折弯角度均为90°，不同的换热触角上的折弯点各不相同，从而使各个换热触角在其长度和高度上交错分布，有利于避免涡流的产生。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的转子超导磁体结构的换热管1固定设置于保护框架4的端面边缘，具体固定设置于保护款的大端面上的相对的两个端面边缘处，且与端面边缘平行，有利于为换热触角的设置腾出最大的空间，并且。位于保护框架4大端面的端面边缘处为磁场较弱的部位，有效避免了涡流的产生。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的转子超导磁体结构换热触角的横截面面积为0.125mm～0.1mm之间，采用极小的横街面积，有利于将电机磁场对换热触角的影响所产生的涡流限制在极小的范围内，有效地抑制了涡流的影响，减少能量损耗。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的转子超导磁体结构的换热触角的吸热端和放热端的抵触部位上涂抹有低温导热胶，从而保证吸热端与超导线圈2之间以及放热端与换热管1之间具有良好的热接触，当然，除了采用低温导热胶外，还可以采用镀金等方法实现良好的热接触效果。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的转子超导磁体结构的换热冷媒为液氮，液氮具有良好的吸热效果及易汽化性，可瞬间吸收大量的热量，保证热量传递的流畅性，当然，除了采用液氮外，还可以采用液氦、液氖、低温氦气等作为换热冷媒。

本申请第二方面提供一种电机转子，包括上述实施例中的转子超导磁体结构、转子铁芯和转轴；

转子超导磁体结构固定设置于转子铁芯的外侧壁上；

转子铁芯固定设置于转轴上。

本申请所提供的电机转子，通过设置超导磁体结构，在提高转子相应速度的同时，具有良好的散热性能，使用电机转子寿命增长，结构更加紧凑的技术效果。

本申请第三方面提供一种超导同步调相机，包括上述的电机转子和定子；

电机转轴转动设置于定子的内腔中。

本申请所提供的同步调相电机，具有良好的响应速度、高效的冷却效率，使同步调相电机的使用寿命增长的同时，降低冷却的成本。

以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

一种转子超导磁体结构、电机转子及超导同步调相电机专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。