[发明专利]具有超导发电机的风力涡轮及操作其的方法

权利要求书

1.一种风力涡轮，包括：

转子，其包括多个叶片；

轴，其联接到所述转子；和

超导发电机，其经由所述轴联接到所述转子，其中，所述超导发电机包括：

电枢，其配置成经由所述轴旋转；和

固定场，其与所述电枢同心并从所述电枢径向向外设置。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮，其特征在于，所述电枢包括电枢绕组。

3.根据权利要求2所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场包括真空容器，所述真空容器包括内壁和外壁，其中，所述内壁比所述外壁薄并且面向所述电枢。

4.根据权利要求3所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场还包括设置在所述真空容器内部的超导场绕组。

5.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述超导场绕组配置成产生磁场，所述磁场在所述超导发电机的径向方向上定向。

6.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场还包括隔热罩，所述隔热罩设置在所述真空容器内部并封闭所述超导场绕组。

7.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场还包括一个或多个扭矩传递结构，所述扭矩传递结构设置在所述真空容器内部，以支持由于由所述电枢产生的磁场和由所述超导场绕组产生的磁场之间的相互作用而导致的反作用扭矩。

8.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场还包括冷却装置，所述冷却装置配置成将所述超导场绕组保持在超低温度。

9.根据权利要求8所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场还包括用于储存冷却流体的一个或多个箱，其中，所述一个或多个箱设置在所述真空容器内部并与所述冷却装置流体连通。

10.根据权利要求9所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场还包括一个或多个导管，所述一个或多个导管流体联接到所述一个或多个箱并设置在所述真空容器内，其中，所述一个或多个导管配置成有利于所述固定场内的所述冷却流体的流动。

11.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场的内半径在约3米至5米的范围内。

12.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场配置成在所述风力涡轮的操作期间缩小高达1%，导致所述超导场绕组和所述电枢绕组之间的磁隙减小。

13.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述电枢配置成在所述风力涡轮的操作期间膨胀，导致所述超导场绕组和所述电枢绕组之间的磁隙减小。

14.根据权利要求4所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场的内半径为约4米。

15.根据权利要求14所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场配置成缩小，所述电枢配置成膨胀，或者它们的组合，使得所述超导场绕组和所述电枢绕组之间的磁隙从约45毫米减小到约5毫米。

16.根据权利要求15所述的风力涡轮，其特征在于，所述固定场配置成缩小使得所述固定场的内半径减小约20毫米。

17.一种方法，包括：操作具有超导发电机的风力涡轮，所述超导发电机包括具有电枢绕组的电枢和具有超导场绕组的固定场，所述固定场与所述电枢同心并从所述电枢径向向外设置，由此在所述超导发电机的操作期间所述超导场绕组和所述电枢绕组之间的磁隙减小。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，操作所述风力涡轮包括经由所述风力涡轮的转子将旋转施加到所述超导发电机的所述电枢。