[发明专利]用于超导发电机的冷却系统

说明书

公开了一种用于冷却发电机（11）的冷却系统（100），该发电机（11）具有定子（20）、转子（30）和一个或更多个超导线圈（40）。冷却系统（100）包括：用于冷却定子（20）和/或转子（30）的至少第一冷却单元（101）；用于冷却所述超导线圈（40）的至少第二冷却单元（102），第二冷却单元（102）热连接到第一冷却单元（101），第一冷却单元（101）为第二冷却单元（102）提供热源。

技术领域

本发明涉及一种用于超导发电机的冷却系统。特别地，但非排他地，本发明可以应用于服务于风力涡轮机中的发电机的冷却系统。

背景技术

在上述技术领域中，已知将超导发电机用于风力涡轮机。在风力涡轮机中使用超导体是有吸引力的，因为它允许减轻重量或产生更大量的功率。

为了去除线圈中产生的热，上述超导发电机通常包括用于将线圈温度降低到低温温度（即低于77K的温度）的冷却系统。

通常只有线圈由冷却系统冷却，因为为了避免或限制尽可能多的损耗，超导发电机没有定子铁芯。

然而，在发电机中没有定子铁芯是不实际的。在制造和操作两者期间，铁芯为线圈提供机械支撑。

因此，可能仍然需要提供一种风力涡轮机，其包括超导发电机和用于有效地冷却发电机、最大化上述优点并且同时最小化上述缺点的冷却系统。

发明内容

该需要通过下述冷却系统和风力涡轮机来满足：一种用于冷却发电机的冷却系统，所述发电机具有包括定子铁芯和一个或更多个超导线圈的定子和转子，其中，所述冷却系统包括：用于冷却所述定子铁芯和/或所述转子的至少第一冷却单元，所述第一冷却单元通过通道将第一冷却介质输送到所述定子铁芯；用于冷却所述一个或更多个超导线圈的至少第二冷却单元，所述第二冷却单元通过通道将第二冷却介质输送到所述一个或更多个超导线圈，所述第二冷却介质不同于所述第一冷却介质；所述第二冷却单元热连接到所述第一冷却单元，所述第一冷却单元为所述第二冷却单元提供热源。一种风力涡轮机，包括发电机，具有包括定子铁芯和一个或更多个超导线圈的定子和转子，以及前述的冷却系统。具体实施方式部分描述了本发明的有利的实施例。

根据本发明，提供了一种用于冷却发电机的冷却系统，该发电机具有定子、转子和一个或更多个超导线圈，

其中，该冷却系统包括：

用于冷却定子和/或转子的至少第一冷却单元，

用于冷却超导线圈的至少第二冷却单元，第二冷却单元热连接到第一冷却单元，第一冷却单元为第二冷却单元提供热源。

有利地，第一冷却单元与第二冷却单元之间的热连接允许在不考虑环境温度的情况下设计第二冷却单元。只有第一冷却单元必须被设计有足够的热容量来处理高的环境温度。这允许制造功率较小且因此较便宜的第二冷却单元。

本发明可以有效地适用于风力涡轮机的超导发电机。

根据本发明的实施例，第一冷却单元连接到周围环境，从而为第一冷却单元提供热源，第一冷却介质在第一冷却单元中循环，第一冷却介质在第一冷却单元中与周围环境交换热能。

第一冷却介质可以是例如水和乙二醇的混合物。

第一冷却介质提供与周围环境的热交换。

根据本发明的实施例，第二冷却介质在第二冷却单元中循环，第二冷却介质在第二冷却单元中与第一冷却介质交换热能。

第一冷却介质提供与定子的超导线圈的热交换。

根据本发明的实施例，冷却系统包括用于控制第二冷却介质的压力的压力控制容器，该压力控制容器介于第二冷却单元和超导线圈之间。