一种超导电机的力矩传导结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于超导电机领域，更具体地，涉及一种超导电机的多层力矩传导结构。
【背景技术】
[0002]传统电机由于受到铜、铝等导体载流能力或者永磁材料性能的限制，其效率很难进一步提高，电机体积也很难进一步地缩小。超导电机与传统电机相比有着突出的优势，超导励磁线圈的载流能力为传统导体的几十甚至数百倍，使得超导电机具有极高的功率密度，与同功率等级的常规电机相比体积、重量都更小；另外由于超导材料的零电阻特性，使超导电机的损耗更小，效率更高。目前超导电机技术在国内外被广泛研宄，尤其是在风力发电领域，超导电机技术可能成为继续提升风机容量的关键技术。
[0003]超导电机励磁磁场由工作在低温的超导线圈产生，要维持超导线圈正常工作的低温环境，必须要涉及相应的制冷系统来带走超导线圈工作时内部产生的热量以及外界向线圈的漏热；同时由于超导线圈必须通过支撑结构与常温的电机轴端相连，以承受重力及工作时的电磁转矩等载荷，而超导线圈支撑结构的漏热是电机制冷系统热负荷的重要部分，因此，合理设计超导线圈支撑结构即力矩传导结构，减小其漏热，是减小制冷功率，提高电机效率的关键，同时也能大大降低制冷系统设计的难度，进而降低整个低温转子设计的难度。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种超导电机的多层力矩传导结构，其目的在于提出一种新的多层力矩传导结构，由此解决转子结构复杂，制造难度大，零部件数量多，不利于大型电机的装配等技术问题。
[0005]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种超导电机的力矩传导结构，其特征在于，该力矩传导结构设置于超导低温转子与常温电机轴之间，且其为圆筒状的支架状刚性结构，由此在所述低温转子与所述常温电机之间形成延长的热传导路径。
[0006]进一步地，该力矩传导结构的圆筒状的支架状刚性结构包括梁结构以及连接于其两端的环形法兰结构；
[0007]所述环形法兰结构包括若干不同直径的套设的法兰环，所述梁结构包括若干不同直径的套设的子梁结构，子梁结构分别包括中心环，其上沿圆周分布设置有若干沿所述两端法兰环延伸的板片，所述板片的另外一端连接于所述两端环形法兰结构上。
[0008]进一步地，所述中心环上开设有若干通孔，由此将其在径向方向分割为若干部分，所述每一部分都设置有若干向所述两端环形法兰结构延伸的板片，所述板片在径向方向之间存在所述通孔宽度的间隙，所述法兰环上也开设有若干与所述中心环上通孔对应的通孔，由此实现延长从电机常温轴到低温转子之间的热传导路径，降低漏热。
[0009]进一步地，所述板片上进一步开设沿轴向的通槽，由此所述板片在轴向的支路被分为若干个支路，进一步延长导热路径。
[0010]进一步地，所述两端环形法兰结构的法兰环之间设置有连接梁。
[0011]进一步地，所述力矩传导结构采用一体化加工。
[0012]进一步地，所述力矩传导结构采用所述子梁结构与所述法兰环分别加工再组装的方式制作。
[0013]进一步地，所述力矩传导结构由耐低温、高强度的金属材料或复合材料制成。
[0014]进一步地，所述金属材料为不锈钢或钛合金。
[0015]进一步地，所述复合材料为玻璃纤维。
[0016]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果；
[0017](I)通过法兰与梁结构配合使用，在结构部件中合理开孔以增加热传导路径，从而显著减小力矩传导结构的漏热；
[0018](2)从低温转子的内部支撑转子系统，充分利用了转子与电极主轴之间的空间，不会占用额外的轴向空间，不会增加电机的轴向长度，从而减小电机的体积和重量；
[0019](3)该多层力矩传导结构加工方案灵活，尤其适用于大型超导电机的低温转子支撑。
【附图说明】
[0020]图1是按照本发明实现的用于超导电机的多层力矩传导结构的的整体示意图；
[0021]图2是按照本发明实现的用于超导电机的多层力矩传导结构的的爆炸结构示意图；
[0022]图3是按照本发明实现的用于超导电机的多层力矩传导结构的环形法兰环结构的爆炸示意图；
[0023]图4是按照本发明实现的用于超导电机的多层力矩传导结构的梁结构的爆炸示意图；
[0024]图5是按照本发明实现的用于超导电机的多层力矩传导结构的部分热传导路径的不意图；
[0025]图6是按照本发明实现的用于超导电机的多层力矩传导结构装配于超导电机中的结构示意图。
[0026]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:
[0027]1-梁结构2、3_环形法兰结构4-力矩传导结构5-超导低温转子6-电机常温轴7-低温屏蔽层
[0028]11、12_子梁结构 111、121_ 中心环片 112、113、122、123-板片 1111、1112-中心环片通孔
[0029]21、22、23、31、32、33_ 法兰环 211、212、221、222、231、232_ 法兰环上开设的通孔。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0031]实施例一
[0032]本发明提出的用于超导电机的力矩传导结构4是使用具有一定承受力的材料组成的支架结构，该支架结构的整体结构为圆筒状，由于该结构具有支架的结构，因此支架的复杂回路会产生热传导路径的延长，由此来达到减小漏热的效果。其中实施例一的具体结构如下:
[0033]如图1-4中所示，其包括梁结构I以及连接固定于其两端的环形法兰结构2、3 ;
[0034]环形法兰结构2、3包括若干不同直径的沿径向方向套制的法兰环21、22、23，梁结构I包括2个不同直径的套制的子梁结构11、12，子梁结构11、12分别包括中心环片111、121，中心环片111和中心环片121上沿圆周分布设置有若干沿两端法兰环延伸的板片112、113、122、123，板片112、113的另外一端连接固定于环形法兰结构2上，板片122、123的另外一端连接固定于环形法兰结构3上。
[0035]实施例二
[0036]为了更进一步地延长导热路径，以此方式来减少漏热，本实施例中还提出了一种进一步的改进结构:
[0037]如图1-4所示，该结构主要由与转子轴垂直的环形法兰结构2、3、沿轴方向的梁结构I组成。
[0038]其中包括与超导低温转子5相连的外法兰23、与常温电机轴端6相连的内法兰21，以及中间法兰22，其中法兰21、22、23的直径不同，由此可以在径向上套制，其中如图3所述，在法兰环21、22、23的圆周上分布开设通孔211、212、221、222、231、232等。
[0039]环形法兰结构2和环形法兰结构3之间设置有梁结构1，其中梁结构I包括有子梁结构11、12，两个子梁结构的直径不同，由此可以在径向方向套制，如图4所示，其中子梁结构11包括有中心环片111，与实施例一不同的是，该实施例二中