[实用新型]一种超导低温旋转实验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及超导电机相关性能的实验设备，特别是一种超导低温旋转测试台。

背景技术

超导电机相对于普通电机具有诸多优点，是电机的未来发展方向之一。目前超导电机大部分都处于研发阶段，由于超导性能的特殊性，因此现在有很多测试相关特殊性的试验装置，例如公开号为CN102495263A，公开日为2012年6月13日，实用新型名称为“一种高温超导电机磁体性能试验装置”的中国专利文献，该试验装置包括导磁侧板和导磁圆弧顶板；两块导磁侧板成“V”形角，与导磁圆弧顶板构成导磁回路；所述导磁侧板、导磁圆弧顶板及两端的不锈钢端板构成真空容器；不锈钢端板上有抽真空接口；所述真空容器内设有热交换器，该热交换器通过绝热螺柱与导磁圆弧顶板连接；导磁圆弧顶板上设有与冷媒容器或制冷机联通的冷媒进出接口。该装置主要是针对超导电机磁体性能做的试验，没有针对冷却系统的任何测试。

但是根据超导的特殊性，超导电机需要在低温环境下才可以实现超导态的无阻载流，因此制冷系统在很大程度上关系着整个系统的可行性与可靠性，是超导电机的关键技术之一。超导电机制冷系统的研发过程有着较高的实验要求，需要相应的实验设备进行支撑。

目前，超导电机的研发还不成熟，且均为高度保密的状态，用于超导电机转子低温旋转实验的实验设备还未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超导低温旋转实验台，可进行超导电机冷却系统的测试实验，该实验台可以支撑和驱动超导电机转子，并为超导电机提供压缩氦气作为冷却介质，提供超导转子与配套设备之间的强弱电线路连接，可以不同类型的超导转子配合进行测试，也方便超导转子的拆卸和更换，适合各类型超导电机冷却系统的转子实验需求。

本实用新型的技术方案如下：

超导低温旋转实验台，其特征在于：包括主轴、轴承支撑系统、强电滑环、弱电滑环、磁流体密封设备、驱动装置和机架，轴承支撑系统、驱动装置均固定于机架上，主轴通过轴承与轴承支撑系统连接；主轴的一端采用悬臂方式连接支撑待实验的超导转子，主轴的另一端连接磁流体密封设备，强电滑环、弱电滑环均套装在主轴上，强电滑环靠近待实验的超导转子安装于主轴上，弱电滑环靠近磁流体密封设备端安装于主轴上。

所述主轴上分布设置有轴承支撑系统配合轴颈、强电滑环配合轴颈、驱动装置配合轴颈、弱电滑环配合轴颈，用于配合安装轴承、传动齿轮和强电滑环、弱电滑环；所述主轴用于连接待实验的超导转子的一端为法兰接口，另一端安装有联轴器。

所述主轴为中空结构，中空结构的空腔用于布置高压氦气回路和强弱电连接电缆；主轴上还设置有强电出线口、弱电出线口、压缩氦气出气口、强电进线口、弱电进线口（19）、压缩氦气进气口；连接超导转子和强电滑环的强电线缆从强电进线口进入主轴的空腔内，经过空腔从强电出线口引出主轴并连接至超导转子；主轴的空腔内还设置有压缩氦气管，压缩氦气管的一端连接压缩氦气进气口，压缩氦气管的另一端连接压缩氦气出气口，压缩氦气出气口连接至超导转子。

所述磁流体密封设备包括静止端端盖、静止端主体、旋转端主体、支承座和旋转端连接轴；静止端主体与支承座连接，支承座通过螺栓与机架连接，以固定静止端主体和静止端端盖；静止端主体套接于旋转端主体外部，静止端主体和旋转端主体同轴配合；静止端端盖通过螺栓与静止端主体连接，静止端端盖与静止端主体之间设置有确保密封的密封圈；旋转端主体通过螺旋连接旋转端连接轴，旋转端连接轴与主轴的联轴器连接，通过主轴的转动带动旋转端主体的同步转动；当旋转端主体转动时，因为静止端主体固定于机架上，静止端主体和旋转端主体可相对转动。

静止端主体和静止端端盖固定连接后形成静止端整体，静止端整体与旋转端主体之间形成有传输压缩氦气的两条气路，其中一条气路包括静止端进气口和旋转端出气口，另一条气路包括静止端出气口和旋转端进气口；所述旋转端出气口与主轴的压缩氦气进气口连通，旋转端进气口与超导转子的压缩氦气出气端连通；压缩氦气从静止端进气口进入磁流体密封设备，从旋转端出气口出来并通过主轴的压缩氦气进气口、压缩氦气管和压缩氦气出气口进入超导转子进行冷却作业，然后，压缩氦气经旋转端进气口返回磁流体密封设备，再从静止端出气口流出返回压缩泵。静止端和旋转端之间采用磁流体密封技术使压缩氦气在传输中不发生泄露。