[发明专利]具有低温绕组的电机转子接头结构及具有其的电机

说明书

本发明公开了一种具有低温绕组的电机转子接头结构及具有其的电机，电机转子接头结构包括低温输入侧密封法兰；转子侧密封法兰；可压缩叠片式波纹管；氦气管接头支撑筒；挡板；连杆；橡胶套；低温输入侧氦气管；氦气管可拆卸式接头；波纹管式氦气管；转子内部氦气管；氦气管接头保持架。根据本发明的具有低温绕组的电机转子接头结构，可将电机转子内部真空腔体与低温输入侧转轴内真空腔体柔性连通；通过低温输入侧氦气管、波纹管式氦气管、氦气管可拆卸式接头及转子内部氦气管，可将外部低温系统与电机转子内部低温氦气管路柔性连接；通过低温输入侧密封法兰、挡板、连杆、橡胶套及转子侧密封法兰，可将低温输入侧转轴与电机转子弹性机械连接。

技术领域

本发明涉及具有低温绕组的电机技术领域，尤其是涉及一种具有低温绕组的电机转子接头结构及具有其的电机。

背景技术

相关技术中，超导材料具有直流无阻、高电流密度等优良特性，自超导现象发现以来，研究人员便致力于发展超导电工装备，比如超导电机。超导电机是一类具有低温绕组的电机，对于转子型超导电机而言，转子上的励磁绕组由超导线制作而成。与传统导体相比，在相同绕组体积下，超导绕组能够实现更大的电流密度，从而实现更高的电机气隙磁密，能够有效地提高电机的功率密度，这对于一些特殊场合的应用，比如机载电源系统、船舶推进系统、超高功率风力发电机，具有重要的应用价值。

对于像超导电机这样一类具有低温绕组的电机，其转子往往工作在极低温环境下，与外部环境温度之间存在较大温差，因此不可避免存在外部环境向电机转子内部的热传导，为维持转子内部稳定的低温环境，需要外部低温系统持续为转子内部提供冷却功率。外部低温系统向转子内部输送冷却功率往往借助输送冷却剂实现，冷却剂可以为低温氦气、低温氖气、液氖或液氮等，为保护输送冷却剂的管道，低温管道往往布置在真空内。因此，具有低温绕组的电机转子与外部系统需要实现低温管道的连接、真空的连接。同时，由于转子在工作时处于旋转运动状态，外部低温侧输入轴需要跟随同步旋转，因此还需要完成转矩的传递。在一些情况下，转子内部的超导绕组还需要借助电流引线与外部电源实现连接，因此还需要完成电学连接。

然而，在工程实践中，同时完成多物理场的连接并满足高转速下的动力学稳定，需要综合考虑到结构刚性以及加工和装配精度，实施难度，目前尚无成熟技术。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有低温绕组的电机转子接头结构，所述电机转子接头结构可以解决具有低温绕组的电机转子与外部系统同时进行真空、低温、机械及电路等多物理场连接问题，该技术将降低对结构件加工和装配的精度要求，提高连接效率，并能有效改善电机转子轴系的动力学特性。

本发明的另一个目的在于提出一种电机，所述电机包括上述具有低温绕组的电机转子接头结构。

根据本发明第一方面实施例的具有低温绕组的电机转子接头结构，包括：低温输入侧密封法兰；转子侧密封法兰；可压缩叠片式波纹管，所述可压缩叠片式波纹管分别与所述低温输入侧密封法兰与所述转子侧密封法兰相连；氦气管接头支撑筒，所述氦气管接头支撑筒设于所述低温输入侧密封法兰内部且朝向所述转子侧密封法兰延伸；挡板，所述挡板设于所述低温输入侧密封法兰的远离所述转子侧密封法兰的一侧；连杆，所述连杆设于所述低温输入侧密封法兰与所述转子侧密封法兰之间；橡胶套，所述橡胶套设于所述连杆与所述低温输入侧密封法兰上的连杆安装孔位之间；低温输入侧氦气管；氦气管可拆卸式接头，所述氦气管可拆卸式接头具有氦气密封效果且包括氦气管可拆卸式接头母头和氦气管可拆卸式接头公头；波纹管式氦气管，所述波纹管式氦气管的一端与所述低温输入侧氦气管密封连接，且另一端与所述氦气管可拆卸式接头母头密封连接；转子内部氦气管，所述转子内部氦气管的一端与所述氦气管可拆卸式接头公头密封连接，且另一端适于与转子内部气路管道连通；氦气管接头保持架，所述氦气管接头保持架设于所述氦气管可拆卸式接头沿轴向的两侧用于安装所述转子内部氦气管，所述氦气管接头保持架设于所述氦气管接头支撑筒的内壁面处。