[发明专利]具有绕组载体和嵌入在所述绕组载体中的线圈元件的转子

说明书

说明一种用于电机（21）的转子（1），具有中心的转子轴线（A）。所述转子包括至少一个具有局部的绕组轴线（a）的超导的线圈元件（3）和至少一个绕组载体（5），所述线圈元件（3）嵌入到所述绕组载体中，其中，在所述绕组载体（5）与所述线圈元件（3）之间构造有材料配合的连接，其中，所述材料配合的连接存在于连接面（11c）上，所述连接面构造在线圈元件（3）与绕组载体（5）之间的整个接触面（11a、11b、11c）的仅仅一个第一子区域。此外，说明一种具有这种转子（1）的机器以及用于这样的转子（1）的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种用于电机的转子，其中，转子包括至少一个超导的线圈元件和至少一个绕组载体，所述绕组载体机械地承载至少一个线圈元件。此外，本发明涉及一种具有这样的转子的电机以及用于所述转子的制造方法。

背景技术

根据现有技术，超导的线圈元件在超导的机器的转子中典型地通过绕组载体机械地保持。在此，原则上能够要么涉及径向地处于内部的绕组载体要么涉及径向地处于外部的绕组载体。在径向地处于内部的绕组载体的应用中，各个线圈经常用绷带固定（bandagiert）在绕组载体上。在此，绷带材料（例如玻璃纤维）在预紧下绕转子的其余构件卷绕并且因此在压力下将各个线圈固定在绕组载体上。这种预紧能够有效地降低在超导的线圈元件之内的层离的风险。特别是由超导的带状导体构成的绕组对于这样的层离损伤是很敏感的。在此，原则上，层离要么能够在带状导体本身的层连接部之内（也就是说，例如在超导体层与相邻的金属层之间）出现，但是要么能够在绕组包中引起在相邻的圈（Windungen）之间的层离。换言之，能够引起绕组包的拆开，其中，典型地通过浸渍剂与彼此连接的相邻的圈与彼此分开。还可能的是，这两个效应同时出现。在全部这种情况下，作为层离的后果能够引起超导的线圈的载流能力降低直至超导特性完全损失掉。也就是说，普遍值得期待的是，这样的层离的危险通过超导的线圈的预先压缩来降低。这个方面在很快速地转动的电机的情况下和/或在具有很高的额定功率或很高的功率密度的机器的情况下是特别重要的。在这样的机器的情况下，超导的线圈元件的机械负载由于离心力、电磁力、由于液体压力和/或还由于热效应是特别高的。大多数情况下，超导的绕组和各个超导的导体的合成的机械负载由于所提到的效应中的多个效应的组合而出现。

径向地处于外部的绕组载体例如能够如在DE102016217734A1中所描述的那样构造为上一级的柱状的空心体并且具有多个在周缘上分布的凹处，各个超导的线圈元件然后从径向内部出来嵌入到所述凹处中。这种设计方案带来如下优点，即有处于内部的空腔供液体的冷却剂使用，所述冷却剂能够将嵌入的超导的线圈元件冷却到低温的运行温度。这样的从现有技术中已知的处于外部的绕组载体能够例如由铝或其它的具有高的热膨胀系数的材料形成，从而在冷却到低温的运行温度时实现超导的绕组的压缩，因为在冷却时绕组载体收缩到线圈元件上。由此又出现预紧状态，在所述预紧状态的情况下压应力主要作用于超导的导体。与对于拉应力相比，所述导体对于压应力通常不太敏感，因为拉应力能够较容易导致超导材料的从处于其下方的载体的层离并且压应力反作用于层离。

虽然有不同的从现有技术中已知的措施，但是在超导的线圈元件之内的层离始终是一个大的技术问题。当需要具有高转速或用于高功率范围的电机时，这个问题是特别严重的，因为那时作用于线圈元件的力是特别大的。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种用于电机的转子，所述转子克服了所提及的缺点。尤其应该有如下转子供使用，在所述转子的情况下，在线圈元件之内的层离的风险与在现有技术的情况下相比还被进一步降低。由此，转子应该是特别鲁棒性的并且尤其对于在很高的转速的情况下和/或在很高的功率范围中的运行是足够鲁棒性的。本发明的另外的任务是，说明一种具有这种转子的机器以及用于制造这种转子的方法。

所述任务通过在权利要求1中描述的转子、在权利要求14中描述的电机和在权利要求15中描述的制造方法来解决。