[发明专利]一种用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置

权利要求书

1.一种用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置，其特征在于：该装置包括定子和设置在所述定子上方的转子，所述定子固定设置，围绕水轮发电机大轴(1)安装并与之保持间隙，所述转子固定安装在水轮发电机大轴(1)上，定子包括背铁(7)和设置在所述背铁(7)上侧面的至少一个悬浮力单元(12)，所述悬浮力单元(12)包括以水轮发电机大轴(1)为中心对称设置的多个超导绕组对(10)，每个所述超导绕组对(10)包括沿背铁(7)的径向相邻设置的两个超导绕组(3)，所述悬浮力单元(12)与转子之间存在工作气隙，所述定子的磁极数满足f₁+f₂＝Pn/30，其中f₁为正向半边的电流频率，f₂为反向半边的电流频率，P为定子的等效磁极对数，n为水轮发电机大轴(1)的旋转速度，所述正向半边和反向半边的定义为：以过水轮发电机大轴(1)轴心的一条直线为分界线，将背铁(7)上的超导绕组(3)分为两组，并对两组超导绕组(3)施加顺序相反的电流，产生磁场方向与水轮发电机大轴(1)旋转方向一致的为正向半边，产生磁场方向与水轮发电机大轴(1)旋转方向相反的为反向半边。

2.根据权利要求1所述的用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置，其特征在于：所述超导绕组(3)绕制在背铁(7)上侧面设置的非导磁材料制成的合金芯(2)上。

3.根据权利要求1所述的用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置，其特征在于：所述超导绕组对(10)的两个超导绕组(3)形状尺寸相同。

4.根据权利要求1、2或3所述的用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置，其特征在于：所述悬浮力单元(12)为多个，多个悬浮力单元(12)以水轮发电机大轴(1)为中心，沿背铁(7)径向呈同心圆排列，每个悬浮力单元(12)中的各超导绕组(3)的周向长度相同，不同悬浮力单元(12)的超导绕组(3)径向宽度相同、周向长度不同，位于外侧的悬浮力单元(12)比其内侧的悬浮力单元(12)的超导绕组(3)的周向长度要长。

5.根据权利要求1、2或3所述的用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置，其特征在于：所述悬浮力单元(12)中，超导绕组(3)的周向长度l为：l＝πR/3.3P，其中R为一个超导绕组(3)的中心到大轴(1)轴心的距离，P为定子的等效磁极对数。

6.根据权利要求1、2或3所述的用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置，其特征在于：所述背铁(7)为导磁材料制成。

7.根据权利要求1、2或3所述的用于立轴式水轮发电机的感应型超导磁悬浮减载装置，其特征在于：所述转子包括面朝定子的铜板(4)和位于所述铜板(4)上方的铝合金板(5)，铝合金板(5)与铜板(4)叠压在一起，固定安装在水轮发电机大轴(1)上。