[发明专利]具有连续极配置的同步超导旋转机械

权利要求书

1.一种同步超导旋转机械，包括：

-转子(9)，相对定子(8)可转动地设置，其中

-所述转子(9)至少包括护铁(18)，所述护铁(18)设置为连接至驱动轴，所述转子(9)还包括设置在所述护铁(18)上的多个第一极单元(20)，所述第一极单元(20)在至少相对所述护铁(18)的径向方向延伸，其中在所述第一极单元(20)之一的侧表面和相邻第一极单元(20)的相应侧表面之间形成有间隙，所述间隙中设有至少一个第二极单元(21)，所述至少一个第二极单元(21)包括至少一个超导转子线圈(23)，所述至少一个转子线圈(23)设置为当所述转子(9)相对所述定子(8)转动时，与设置在所述定子(8)中的至少一个定子线圈(10)通过电磁场相互作用，其特征在于，所述第一极单元(20)和所述至少一个第二极单元(21)设置在由壳体限定的真空腔室(24)中，其中所述第一极单元(20)和所述护铁(18)设置为在环境温度运行，且其中所述至少一个第二极单元(21)设置为在低温温度运行，其中所述至少一个第二极单元(21)通过至少一个隔热支撑元件(34)与所述护铁(18)分隔开，这样在所述至少一个第二极单元(21)和所述护铁(18)之间形成第一磁性气隙(32)，并且在所述至少一个第二极单元(21)和所述壳体的至少一个前壁(25)之间形成至少一个第二磁性气隙(33)。

2.根据权利要求1所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述第一极单元(20)成形为从所述护铁(18)的外表面(19)凸出的磁性极元件，其中所述磁性极元件的径向高度至少对应所述至少一个第二极单元(21)的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述至少一个前壁(25)面向所述定子(8)，所述壳体还包括连接至所述至少一个前壁(25)的至少一个端壁(41)，其中所述至少一个端壁(41)进一步连接至所述护铁(18)和所述转子结构(12)中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述至少一个第二极单元(21)包括围绕各自第二极单元(21)的至少一个热屏蔽件(31)，其中所述至少一个热屏蔽件(31)通过第一冷却系统主动冷却。

5.根据权利要求4所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述第一冷却系统通过一组热传递元件连接至所述至少一个热屏蔽件(31)，所述一组热传递元件设置为将热量从所述至少一个热屏蔽件(31)移除，其中所述热传递元件中的至少一个通过另一个热传递元件进一步连接至所述至少一个隔热支撑元件(34)。

6.根据权利要求1所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述至少一个第二极单元(21)包括围绕各个第二极单元(21)的至少一个热屏蔽件(30)，其中所述至少一个热屏蔽件(30)为被动热屏蔽件，并包括至少一个隔热层。

7.根据权利要求1所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述超导线圈(23)由高温超导材料制成，并设置为在不超过70K的低温工作温度下运行。

8.根据权利要求7所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述至少一个第二极单元还至少包括：

-至少一个间隔元件(28)，设置在芯元件(27)和所述超导线圈(23)之间。

9.根据权利要求1所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述至少一个隔热支撑元件(34)的热导率低于40W/m·K。

10.根据权利要求1或9所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述第一磁性气隙(32)径向高度为1mm至30mm，且/或所述至少第二磁性气隙(33)径向高度为15mm至50mm。

11.根据权利要求1或9所述的同步超导旋转机械，其特征在于，所述至少一个第二极单元(21)进一步连接至第二冷却系统，第二冷却系统设置为将所述超导线圈(23)冷却至低温工作温度。