[发明专利]具有超导的永磁体的转子和机器

说明书

说明一种用于电机（1）的具有中心的转子轴线（A）的转子（5）。所述转子包括：‑转子载体（7），‑由所述转子载体（7）机械地承载的至少一个超导的永磁体（9），‑以及带有至少一个屏蔽元件（13a、13i）的缓冲罩，所述至少一个屏蔽元件包围至少一个超导的永磁体（9）并且所述至少一个屏蔽元件由具有至少30·10⁶S/m的电导率#的可导电的材料形成。此外，说明一种具有这样的转子（5）的电机（1）。

技术领域

本发明涉及一种用于电机的具有中心的转子轴线的转子，包括转子载体和由转子载体机械地承载的至少一个超导的永磁体。此外，本发明涉及一种具有这样的转子的电机。

背景技术

从现有技术已知如下电机，所述电机具有定子和转子并且在所述电机中，转子设计用于产生电磁的励磁场。这样的励磁场能够要么通过布置在转子上的永磁体要么通过布置在转子上的线圈元件来产生。对于具有特别高的功率密度的电机来说，部分地使用具有超导的线圈元件的转子。另一种用于实现特别高的功率密度的可行方案是超导的永磁体的应用。

电机的功率密度随着能够通过在电机中所使用的电磁体或永磁体产生的磁通密度定标。这种关联允许当例如常规的永磁体通过超导的永磁体代替时，在没有电机的拓扑结构的明显改变的情况下显著提高功率密度，因为能够借助所述超导的永磁体来生成较高的磁通密度。

因此，一种用于提高功率密度的方案在于，给电机配备有由可超导的材料制成的永磁体。这种材料能够在相应低的温度的情况下以如下数量级来产生磁通密度，所述数量级为能够借助常规的永磁体产生的磁通密度的多倍。例如可行的是，借助由YBCO（钇钡铜氧化物）制成的磁体在大约30K的情况下来产生具有直到8T的磁通密度的磁场，而例如由NeFeB制成的常规的磁体则生成以大约1.2T的数量级的通量密度。

在DE102016205216A1中描述了一种具有可超导的永磁体的电机以及一种用于使永磁体磁化的方法。超导的永磁体必须在其运行之前首先在超导体的跃变温度之下的低温的温度的情况下被磁化并且然后持久地被保持在这样的低温的温度。由于在超导体材料中的无损失的电流流动，由此达到持久的磁化状态。然而，为了还经过较长的时间获得所述磁化状态，必须不仅可靠地避免电磁损失而且避免超导体的通常的不期望的发热。

为了运行电机，典型地需要变流器，其产生电磁的交变场和高次谐波。通过所述交变场，在电机的可导电的元件中产生涡流，这又导致所述可传导的元件的发热。在为了产生励磁场而使用超导的永磁体的情况下，问题在于，所述永磁体也可导电并且在转子的区域中暴露在所描述的交变场下。通过永磁体与所述交变场的互相作用，永磁体的磁化逐渐减少。在永磁体的区域中的间接地通过所述电磁的互相作用而产生的热当所述热没有足够有效地被引出时能够导致磁化的损失。

发明内容

因此，本发明的任务是，说明一种用于电机的转子，所述转子克服所提及的与超导的永磁体的运行相关的问题。尤其应该提供如下转子供使用，所述转子具有超导的永磁体，其中，与现有技术相比有效地降低了在转子运行时的磁化的逐渐损失。另一个任务是，说明一种具有这样的转子的电机。

所述任务通过在权利要求1中所描述的转子和在权利要求15中所描述的电机来解决。

根据本发明的转子被设计为用于电机的转子。所述转子具有中心的转子轴线A。所述转子包括转子载体、由转子载体机械地承载的至少一个超导的永磁体以及带有至少一个屏蔽元件的缓冲罩。所述至少一个屏蔽元件包围至少一个超导的永磁体并且由具有至少30·10⁶S/m的电导率σ的可导电的材料形成。

“超导的永磁体”在当前的关联中应该被理解为如下元件，所述元件包括超导体材料并且所述元件通过在低温的温度下的磁化和所述低温的温度的维持能够被带到持久磁化的状态中。所描述的转子尤其能够包括多个这样的超导的永磁体，以便能够产生多极的磁场。