[发明专利]一种适用于控制棒驱动机构的耐高温永磁同步屏蔽电机

说明书

本发明提供一种适用于控制棒驱动机构的耐高温永磁同步屏蔽电机，其包括转子轴；所述转子轴的外部包裹转子铁心；所述转子铁心的外部包裹转子永磁体磁极；所述转子永磁体磁极的外部依次包裹转子屏蔽套和定子屏蔽套；所述转子屏蔽套和所述定子屏蔽套之间设有气隙；所述定子屏蔽套的外部包裹定子铁心；所述定子铁心外部包裹电机外壳。本发明提供的适用于控制棒驱动机构的耐高温永磁同步屏蔽电机，既能够提供控制棒驱动机构所需的驱动转矩，又能通过屏蔽套有效地将电机的定子和转子与反应堆一回路冷却剂隔离开。

技术领域

本发明涉及一种适用于控制棒驱动机构的耐高温永磁同步屏蔽电机。

背景技术

控制棒驱动机构是核反应堆重要的控制系统和安全保护系统，主要功能包括反应堆的启动、功率调节、停堆和紧急停堆等。目前国内压水堆核电厂控制棒驱动机构都采用磁力提升式驱动，仅船用反应堆和高温气冷堆采用电机驱动的控制棒驱动机构。

俄罗斯试验机械制造设计局(OKBM)的ABV、VBER和KLT系列船用反应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应堆，该反应堆已为核动力破冰船在俄罗斯北部极恶劣环境工作提供动力，其总运行时间超过7000堆年。Akademik Lomonosov是俄罗斯核电集团(Rosenergoatom)设计的全球第一座浮动核电站，就配备2座35MWe(KLT-40S)反应堆，其控制棒驱动机构使用步进电机驱动齿轮齿条传动机构执行调节功能[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.]。高温气冷堆控制棒驱动机构也采用步进电机拖动链轮链条进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]。现有的船用丝杠滚轮螺母型驱动机构则采用磁阻电机驱动，电机转子直接与滚轮螺母保持连接，置于压力边界内，而定子则置于外置于承压壳外部，由冷却装置进行冷却，电机定转子之间的间隙过大，造成电机输出效率低下。当电机定子内置于压力边界内时，减小气隙可以大大提升输出效率以满足驱动转矩的要求。但由于压力边界内充满反应堆一回路冷却剂，内置定子结构需要考虑定子铁心绕组和转子的耐高温和耐辐照，以及与反应堆冷却剂的隔离问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种适用于控制棒驱动机构的耐高温永磁同步屏蔽电机。

本发明提供的适用于控制棒驱动机构的耐高温永磁同步屏蔽电机，其特征在于，包括转子轴；所述转子轴的外部包裹转子铁心；所述转子铁心的外部包裹转子永磁体磁极；所述转子永磁体磁极的外部依次包裹转子屏蔽套和定子屏蔽套；所述转子屏蔽套和所述定子屏蔽套之间设有气隙；所述定子屏蔽套的外部包裹定子铁心；所述定子铁心外部包裹电机外壳。

优选地，所述转子轴为中空结构，所述转子轴的内表面设有螺纹；所述螺纹与驱动机构螺杆相匹配。

优选地，所述转子永磁体磁极为表面贴式永磁体结构，采用为高性能稀土永磁材料。

优选地，所述定子铁心为硅钢片叠制形成。

优选地，所述定子铁心沿轴向的两端设有定子绕组，所述定子绕组为集中绕组结构，定子磁极为无极靴结构，定子槽口无槽楔。

优选地，还包括定子上部端盖和定子下部端盖；所述定子上部端盖和定子下部端盖沿轴向分别设置在所述定子铁心的两端，并与所述定子屏蔽套焊接。