[发明专利]具有超导发电机的风力涡轮及操作其的方法

说明书

提出了一种风力涡轮。该风力涡轮包括具有多个叶片的转子。该风力涡轮还包括联接到转子的轴。此外，该风力涡轮包括经由轴联接到转子的超导发电机。超导发电机包括配置成经由轴旋转的电枢。超导发电机还包括与电枢同心并从电枢径向向外设置的固定场。

技术领域

本说明书的实施例大体上涉及风力涡轮，并且特别地涉及包括超导发电机的风力涡轮。

背景技术

诸如常规超导发电机的常规机器典型地包括场绕组和电枢。电枢包括传统铁磁芯和设置在传统铁磁芯上的电枢绕组。电枢绕组大体上使用常规材料(例如铜或铝)形成。然而，场绕组包括超导导线，其支持非常高的电流密度而不会引起任何耗散。由于场绕组中的高电流密度，在操作时，常规的超导发电机的超导导线产生非常高的磁场，例如，大约7特斯拉或更大。由超导导线引起的这种增加的磁场大体上高于传统铁磁材料的饱和磁通密度。另外，由于电枢绕组中的电流，电枢也被加热。在操作期间，当电枢被加热并且场绕组被冷却时，常规超导发电机中的功率密度降低，并且这种常规超导发电机的效率也受到损害。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提出了一种风力涡轮。风力涡轮包括具有多个叶片的转子。风力涡轮还包括联接到转子的轴。此外，风力涡轮包括经由轴联接到转子的超导发电机。超导发电机包括配置成经由轴旋转的电枢。超导发电机还包括与电枢同心并从电枢径向向外设置的固定场。

根据本发明的另一个实施例，提出了一种方法。该方法包括操作具有超导发电机的风力涡轮，该超导发电机包括具有电枢绕组的电枢和具有超导场绕组的固定场，该固定场与电枢同心并从电枢径向向外设置，由此在超导发电机的操作期间超导场绕组和电枢绕组之间的磁隙减小。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，本说明书的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，贯穿附图，相同的标记代表相同的部件，其中：

图1是根据本说明书的一个实施例的示例性风力涡轮的示意图；

图2是根据本说明书的一个实施例的电机(例如，超导发电机)的示意图；

图3是根据本说明书的一个实施例的图2的电机(例如，超导发电机)的一部分的透视横截面图；和

图4是根据本说明书的一个实施例的用于操作图1的风力涡轮的方法的流程图。

具体实施方式

为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中可能没有描述实际实现方式的所有特征。应当理解，在任何这种实际实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，可能做出许多特定于实现方式的决定来实现开发者的特定目标，诸如符合系统相关和商业相关的约束。

除非另有限定，否则本文中使用的技术和科学术语具有与本说明书所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。如本文中使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开来。另外，术语“一”和“一种”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个引用的项目。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变型意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及另外的项目。术语“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，并且可包括电气或磁性连接或联接，无论是直接的还是间接的。如本文中所用的术语“磁隙”是指超导场绕组和电枢绕组之间的平均径向距离。

如本文所用，术语“可”和“可为”指示在一组情况下发生的可能性；拥有指定的财产、特征或功能；和/或通过表达与修饰的动词相关联的一种或多种能力、性能或可能性来修饰另一动词。因此，“可”和“可为”的使用指示修饰的术语显然适合、能够实现或适于所指示的容量、功能或用法，同时考虑到在一些情况下修饰的术语有时可能不适合、不能够实现或不适于所指示的容量、功能或用法。