[发明专利]一种高温超导同步调相机

说明书

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种高温超导同步调相机。本发明高温超导同步调相机中，低温冷却结构的第二双层结构的双层内腔部可通入冷气体，对第二双层结构的双层内腔部的高温超导磁体结构进行接触制冷，制冷后的冷气体再通过第二双层结构的第一端面的开口流入第二双层结构的双层内腔部并流出。此外，高温超导磁体结构不直接固定于转子铁芯，高温超导磁体结构与冷气体的接触面积大，有利于维持高温超导线圈运行的低温环境。

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种高温超导同步调相机。

背景技术

交流电力系统如果缺乏足够的无功功率支撑，容易引发电压失稳，甚至大规模电压崩溃，造成大面积电网瓦解。近年来，由于负荷的快速增长和大规模直流输电的发展，电力系统对无功功率的需求与日俱增。

在电力系统中，同步发电机是最常见的旋转设备，它在发出有功功率的同时，还可以发出无功功率，而且是性能最优越的无功电源。调相机是一种特殊运行状态下的同步发电机，它保留了同步发电机良好的无功补偿性能；由于不需发出有功，经过专门设计，调相机相对于普通同步电机的无功补偿性能也可进一步提升。

常规同步调相机转子上的励磁绕组采用铜线圈连接组成，运行过程中铜线圈通过励磁电流时产生大量的电能损耗，致使电机效率降低，并带来绝缘老化问题。高温超导同步调相机用高温超导材料制作成高温超导线圈并代替铜线圈，高温超导线圈可利用其零电阻特性减少因电阻发热而产生的损耗，从而提高电机运行效率。此外，超导材料出色的载流能力也会使得超导电机的体积和重量大幅度减小。但是，高温超导同步调相机中的高温超导线圈需要在低温环境下运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高温超导同步调相机，用于解决高温超导同步调相机中的高温超导线圈需要在低温环境下运行的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种高温超导同步调相机，包括：转子单元和制冷单元；

所述转子单元包括转子铁芯和励磁绕组；

所述励磁绕组为高温超导线圈，所述高温超导线圈绕制在骨架上形成高温超导磁体结构；

所述制冷单元包括低温冷却结构；

所述低温冷却结构包括第一双层结构和第二双层结构；

所述第二双层结构设置于所述第一双层结构的双层内腔部，所述第一双层结构的第一端面密封，所述第二双层结构的第一端面设有开口，所述第一双层结构与所述第二双层结构固定连接；

所述高温超导磁体结构设置于所述第二双层结构的双层内腔部，所述高温超导磁体结构与所述第二双层结构固定连接；

所述转子铁芯与所述第一双层中空圆筒固定连接。

优选的，所述制冷单元还包括：低温旋转密封结构；

所述低温旋转密封结构包括：第一套筒、第二套筒、第三套筒和第四套筒；

所述第一套筒的第一端套接于所述第二套筒的第一端；

所述第一套筒的第一端外壁设有第一旋转螺纹；

所述第一套筒设置于所述第三套筒内，所述第二套筒设置于所述第四套筒内；

所述第三套筒的第一端套接于所述第四套筒的第一端；

所述第三套筒的第一端外壁设有第二旋转螺纹；

所述第一套筒的第二端与所述第二双层结构的第二端面相通，所述第一套筒与所述第二双层结构固定连接；

所述第三套筒的第二端与所述第一双层结构的第二端面相通，所述第三套筒与所述第一双层结构固定连接。