CN114204723A - 一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构及装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，由圆筒，出线端端板，密封接线柱，出线端端帽，定子电枢，非出线端端帽，橡胶垫板，非出线端端板以及密封圈组成，圆筒为两端厚壁中间薄壁的圆环形结构，圆筒外的出线端端帽和非出线端端帽分别通过密封圈与定子电枢端面密封连接，出线端端板和非出线端端板为分别内嵌有金属法兰的圆环形结构，分别通过密封圈和压板与圆筒密封连接；还公开了其装配方法；既能有效控制定子温升，又能提高电机可靠性，进而来满足电机高热负荷、结构紧凑、转矩密度高等要求，适于大功率、低转速、结构紧凑、高转矩密度、运行成本低等要求的船舶推进用高温超导电动机或高温超导直驱风力发电机。
Description
技术领域
本发明属于电机领域，具体涉及一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，以及其装配方法。
背景技术
高温超导电机相比常规电机具有体积小、重量轻、效率高、运行稳定等显著的优势，因而国内外对其研究十分重视。特别是采用转子旋转超导磁体的同步高温超导电机的研究，取得了突破性进展。
对于高热负荷高转矩密度的高温超导电机而言，常规空冷已满足不了定子电枢的散热要求。为了有效控制定子电枢的温升，一般采用液体冷却的方式，主要有绕组水内冷、槽内液体冷却、液体冷却三种方式。考虑到绕组的成型工艺和绝缘，液体冷却的可靠性较另两种冷却方式的可靠性要显著提升，相对降低了电机研制风险。对于液体冷却电机定子而言，需要采用腔体组件将定、转子隔离开，并与机座形成一个密闭腔体，而电枢位于该密闭腔体内。
因此，需要开展腔体组件的结构设计，使之满足定子电枢的功能需求。此外，超导线材的强载流能力能在电机气隙和定子电枢绕组端部产生很强的磁场。为降低损耗及提高电机效率，需要合理选择腔体组件的材料。
发明内容
本发明的目的之一是考虑到重量、密封、加工精度、安装工艺及损耗等要求，本发明提供一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子方案，既能有效控制定子温升，又能提高电机可靠性，进而来满足电机高热负荷、结构紧凑、转矩密度高等要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，包括定子电枢以及轴向插入定子电枢内腔的圆筒，所述的圆筒为两端厚壁中间薄壁的圆环形结构，圆筒外还分别套设有出线端端帽和非出线端端帽，所述的出线端端帽和非出线端端帽分别通过密封圈和螺栓与定子电枢端面密封连接，出线端端帽上设置有冷却液体管路和密封接线柱，冷却液体管路与外部冷却系统连接，出线端端帽和非出线端端帽外分别通过橡胶垫板连接有对称结构的出线端端板和非出线端端板，出线端端板和非出线端端板分别通过橡胶垫板和螺栓与出线端端帽和出线端端板进行端面密封连接，所述的出线端端板和非出线端端板为分别通过凹槽内嵌有出线端金属法兰和非出线端金属法兰的圆环形结构，出线端端板和非出线端端板的出线端金属法兰和非出线端金属法兰分别通过内孔密封圈、压板和螺栓与圆筒进行密封连接。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其出线端金属法兰和非出线端金属法兰可由不锈钢、铝合金、铜合金或钛合金等金属材料加工制造而成。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其出线端金属法兰和非出线端金属法兰的外端面分别设置有出线端第一复合材料层和非出线端第一复合材料层，出线端金属法兰和非出线端金属法兰的内端面分别通过出线端橡胶缓冲层和非出线端橡胶缓冲层设置有出线端第二复合材料层和非出线端第二复合材料层。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其出线端金属法兰和非出线端金属法兰的外端面分别开设有放置橡胶缓冲层的端面凹槽。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其密封圈包括设置在出线端金属法兰/非出线端金属法兰内缘面与圆筒之间的径向密封圈和设置在出线端金属法兰/非出线端金属法兰外端面与圆筒、压板之间的角密封圈，出线端金属法兰和非出线端金属法兰上还分别开设有放置径向密封圈的内孔凹槽和放置角密封圈的倒角。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其出线端端帽和非出线端端帽采用金属加工而成。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其复合材料可采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或硼纤维等非金属材料。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其圆筒采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或硼纤维缠绕而成。
所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其出线端端板和非出线端端板总体上采用模压成型工艺，制备方法是：
步骤1，依据出线端端板和非出线端端板的结构形状和尺寸制作出线端端板和非出线端端板的阳模和阴模；
步骤2，制造带端面凹槽和内孔凹槽的金属法兰，同时对金属法兰的双面进行喷砂处理；
步骤3，采用纤维布铺放的方式分别将金属法兰置于阳模表面，一边铺放，一边依据工艺要求涂抹树脂得到第一复合材料层；
步骤4，将金属法兰非凹槽侧端面放置于第一复合材料层上，通过止口将其固定于阳模上；
步骤5，在金属法兰的端面凹槽侧，于其中一个端面凹槽内放置纤维丝并填满，于另外M-1个端面凹槽内粘接橡胶缓冲层，使缓冲层表面成一个平面；
步骤6，采用布铺放的方式将纤维布置于于金属法兰端面凹槽侧外表面，一边铺放，一边依据工艺要求涂抹树脂，此为第二复合材料层；
步骤7，将阴模放置于第二复合材料层上，通过止口将其固定于阳模上；
步骤8，加热加压固化完成后，脱模，按照图纸要求机加工得到出线端端板和非出线端端板。
本发明的目的之二是提供一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构的装配方法，步骤是：
步骤1，分别加工出出线端端帽、出线端端板、非出线端端帽、非出线端端板、圆筒以及定子电枢，其中在圆筒带有可调节金属内膜，用于保持并调整圆度；
步骤2，用酒精或丙清洗密封面后，将出线端端帽和非出线端端帽分别与定子电枢通过密封圈和螺栓进行端面密封连接；
步骤3，将安装了出线端端帽和非出线端端帽的定子电枢立式搁置于工装上，使出线端朝上；
步骤4，将带有金属内膜的圆筒沿轴向插入定子电枢内腔，并采用工装轴向定位；
步骤5，用酒精或丙清洗出线端端帽和出线端圆筒的密封面以及出线端金属法兰；
步骤6，在出线端端帽的密封面上放置橡胶垫板，在出线端金属法兰的内孔凹槽内放置径向密封圈；
步骤7，将出线端端板沿轴向套入圆筒，一边推入一边同时调整圆筒圆度；
步骤8，出线端端板落位后，用角密封圈、压板和螺栓将出线端金属法兰与圆筒进行密封连接；
步骤9，用螺栓将出线端端板与出线端端帽进行密封连接；
步骤10，用工装将圆筒与非出线端端帽连接在一起；
步骤11，拆除步骤4中的工装，将工件旋转180度；
步骤12，拆除步骤10中的工装，并采用步骤5～步骤步9的方法，安装非出线端端板；
步骤13，拆除圆筒内的可调节金属内膜，即成高温超导电机液体冷却气隙电枢定子。
本发明的技术效果为：
1，出线端端板和非出线端端板采用金属法兰，由于金属优异的加工性能，容易在金属法兰内孔加工出满足密封精度要求的凹槽，保证了端板与圆筒径向密封和角密封结合面的密封性能要求。另外对于端面有带多个凹槽的饼形金属法兰，其中一个凹槽内放置纤维丝并填满，使金属法兰与复合材料之间通过榫-槽连接的方式，显著提高了端板的承载能力；而且M-1个凹槽内粘接橡胶缓冲层，能有效补偿金属与复合材料线膨胀系数的不一致所产生的位移，提高了端板自身的密封性能。最后将金属法兰嵌套于二层复合材料中，形成一个整体，大大提高了结构件整体强度及刚度。同时由于复合材料高比强度和高比刚度的特性，在满足刚度需求的前提下，大大降低了出线端端板和非出线端端板的重量，降低了制造难度和材料成本，同时提高了电机功率密度。
2，采用纤维缠绕而成的圆筒极大简化了成型工艺，降低了制造难度。另外两侧端板与圆筒之间采用径向密封和角密封，无需考虑圆筒热涨冷缩问题所致的长度补偿问题，极大简化了圆筒与端板之间的连接结构和装配工艺。此外圆筒采用两端厚壁中间薄壁的圆环形结构，中间薄壁满足了比强度要求，而两端厚壁又满足了密封性能要求，降低了制造难度和材料成本。
3，出线端端帽和非出线端端帽由金属加工而成，由于金属优异的加工性能，容易在金属端帽上加工出满足密封精度要求的接线柱安装孔，便于定子电枢引线的安装，同时保证了端帽与接线柱的密封性能要求。
4，出线端端帽和出线端端板之间以及非出线端端帽和非出线端端板之间均通过橡胶垫板和螺栓进行端面密封连接，由于橡胶垫板与端帽和端板的接触面积较大，提高了部件之间的密封性能。
5，本发明在提高比强度、提高密封性能、简化工艺、以及降低成本等方面均有较大程度的创新，适合在高密封性能、高承载能力等要求的液体冷却气隙电枢定子中运用。特别适合在大功率、低转速、结构紧凑、运行成本低等要求的船舶推进用高温超导电动机或高温超导直驱风力发电机中运用。
附图说明
图1为本发明气隙电枢定子结构的示意图；
图2为本发明定子结构出线端局部放大示意图；
图3为本发明气隙电枢定子结构的三维结构示意图；
图4为本发明出线端端帽的三维结构示意图；
图5为本发明出线端端板和非出线端端板的结构示意图；
图6为本发明出线端金属法兰和非出线端金属法兰的结构示意图；
图7为本发明金属法兰与橡胶缓冲层的粘接结构示意图。
各附图标记为：1—圆筒，2—出线端端板，21—出线端金属法兰，22—出线端橡胶缓冲层，24—出线端第一复合材料层，25—出线端第二复合材料层，3—密封接线柱，4—出线端端帽，41—出线端端帽筒体，42—接线柱安装孔，43—冷却液体管路，5—定子电枢，6—非出线端端帽，7—橡胶垫板，8—非出线端端板，81—非出线端金属法兰，82—非出线端橡胶缓冲层，84—非出线端第一复合材料层，85—非出线端第二复合材料层，9—密封圈，10—压板，23/83—填充纤维丝，211/811—倒角，212/213/812/813—内孔凹槽，214/215/814/815—端面凹槽。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1至图7所示，是本发明的一个基本实施例。
本发明公开的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，由圆筒1、出线端端板2、密封接线柱3、出线端端帽4、定子电枢5、非出线端端帽6、橡胶垫板7、非出线端端板8和密封圈9组成；所述的圆筒1轴向插入定子电枢5内腔，圆筒1为两端厚壁中间薄壁的圆环形结构，采用玻璃纤维缠绕而成；圆筒1外还分别套设有出线端端帽4和非出线端端帽6，出线端端帽4和非出线端端帽6分别通过密封圈9和螺栓与定子电枢5端面密封连接，出线端端帽4上设置有冷却液体管路43和密封接线柱3，冷却液体管路43与外部冷却系统连接，出线端端帽4和非出线端端帽6外分别通过橡胶垫板7连接有对称结构的出线端端板2和非出线端端板8，出线端端板2和非出线端端板8分别通过橡胶垫板7和螺栓与出线端端帽4和出线端端板2进行端面密封连接，所述的出线端端板2和非出线端端板8为分别通过凹槽内嵌有出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81的圆环形结构，出线端端板2和非出线端端板8的出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81分别通过内孔密封圈9、压板10和螺栓与圆筒1进行密封连接。
其中出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81可由不锈钢加工制造而成，出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81的外端面分别设置有出线端第一复合材料层24和非出线端第一复合材料层84，出线端金属法兰21的内端面通过出线端橡胶缓冲层22设置有出线端第二复合材料层25，非出线端金属法兰81的内端面通过非出线端橡胶缓冲层82设置有非出线端第二复合材料层85，出线端金属法兰21/非出线端金属法兰81、出线端橡胶缓冲层22/非出线端橡胶缓冲层82和两个复合材料层组成玻璃纤维复合材料饼形结构件，复合材料可采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或硼纤维等非金属材料。
所述的出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81的外端面分别开设有放置橡胶缓冲层的端面凹槽，其中M个端面凹槽（M≥2）包括设置在出线端金属法兰21端面的出线端金属法兰端面凹槽214、出线端金属法兰端面凹槽215，用于放置出线端橡胶缓冲层22，以及设置在非出线端金属法兰81端面的非出线端金属法兰端面凹槽814、非出线端金属法兰端面凹槽815，用于放置非出线端橡胶缓冲层82。
所述的密封圈9包括设置在出线端金属法兰21/非出线端金属法兰81内缘面与圆筒1之间的径向密封圈和设置在出线端金属法兰21/非出线端金属法兰81外端面与圆筒1、压板10之间的角密封圈，出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81上还分别开设有放置径向密封圈的内孔凹槽和放置角密封圈的倒角。径向密封圈位于金属法兰的内孔凹槽内，用于放置径向密封圈的N个内孔凹槽（N≥1）包括出线端金属法兰密封圈内孔凹槽212、出线端金属法兰密封圈内孔凹槽213、非出线端金属法兰密封圈内孔凹槽812、非出线端金属法兰密封圈内孔凹槽813，而放置两个角密封圈的倒角包括出线端金属法兰角密封圈倒角211和非出线端金属法兰角密封圈倒角811处。
所述的出线端端帽4和非出线端端帽6为两端带金属法兰的圆环形结构，采用金属加工而成，其中出线端端帽4上具有密封接线柱安装孔，密封接线柱安装孔用于安装密封接线柱3。如图5所示，出线端端帽4由出线端端帽筒体41、接线柱安装孔42和冷却液体管路43组成，接线柱安装孔42用于安装密封接线柱3，液体冷却管路43与外部冷却系统连接。
上述出线端端板2和非出线端端板8的制备方法，总体上采用模压成型工艺，其步骤是：
步骤1，依据出线端端板2和非出线端端板8的结构形状和尺寸，制作阳模和阴模。
步骤2，制造带端面凹槽和内孔凹槽的出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81，同时对出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81的双面进行喷砂处理（注意用胶带保护端面凹槽214、215、814、815、倒角211、811和内孔凹槽212、213、812、813，避免其表面粗糙度破坏）。
步骤3，采用纤维布铺放的方式将其置于阳模表面（铺放厚度达到设计要求），一边铺放，一边依据工艺要求涂抹树脂，此为出线端第一复合材料层24、非出线端第一复合材料层84。
步骤4，将金属法兰非凹槽侧端面放置于出线端第一复合材料层24、非出线端第一复合材料层84上，通过止口将其固定于阳模上。
步骤5，在金属法兰的端面凹槽侧，于其中一个端面凹槽215、815内放置填充纤维丝23、填充纤维丝83并填满，于另外两个端面凹槽214、814内粘接出线端橡胶缓冲层22、非出线端橡胶缓冲层82(厚度达到设计要求)，使缓冲层表面成一个平面。
步骤6，采用布铺放的方式将纤维布置于于金属法兰端面凹槽侧外表面（铺放厚度达到设计要求)，一边铺放，一边依据工艺要求涂抹树脂，此为得到第二复合材料层；
步骤7，将阴模放置于第二复合材料层上，通过止口将其固定于阳模上；
步骤8，加热加压固化完成后，脱模，按照图纸要求机加工得到出线端端板2和非出线端端板8。
实施例2
本发明还公开了一种用于上述高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构的装配方法，其步骤是：
步骤1，分别加工出出线端端帽4、出线端端板2、非出线端端帽6、非出线端端板8、圆筒1以及定子电枢5，其中在圆筒1带有可调节金属内膜，用于保持并调整圆度。
步骤2，用酒精或丙清洗密封面，将出线端端帽4和非出线端端帽6分别与定子电枢通过密封圈9和螺栓进行端面密封连接。
步骤3，将安装了出线端端帽4和非出线端端帽6的定子电枢5立式搁置于工装上，其中使出线端朝上。
步骤4，将带有金属内膜的圆筒1沿轴向插入定子电枢5内径内，并采用工装轴向定位。
步骤5，用酒精或丙清洗出线端端帽4密封面、出线端圆筒1密封面以及出线端金属法兰21。
步骤6，于出线端端帽4密封面上放置橡胶垫板7，在出线端金属法兰21的内孔凹槽内放置径向密封圈9。
步骤7，将出线端端板2沿轴向推入圆筒1，一边推入一边调整圆筒1圆度。
步骤8，出线端端板2落位后，用角密封圈9、压板10和螺栓将出线端金属法兰21与圆筒1进行密封连接。
步骤9，用螺栓将出线端端板2与出线端端帽4进行密封连接。
步骤10，用工装将圆筒1与非出线端端帽6连接在一起。
步骤11，拆除步骤4中的工装，将工件旋转180度。
步骤12，拆除步骤10中的工装，并采用步骤5～步骤步9的方法，安装非出线端端板8。
步骤13，拆除圆筒1内的可调节金属内膜，即成高温超导电机液体冷却气隙电枢定子。
实施例3
与实施例1不同的是：出线端端板2和非出线端端板8，其复合材料采用芳纶纤维。
实施例4
与实施例1不同的是：筒体1采用碳纤维缠绕而成。
实施例5
与实施例1不同的是：筒体1采用芳纶纤维或硼纤维缠绕而成。
实施例6
与实施例1不同的是：出线端金属法兰21和非出线端金属法兰81由铝合金、铜合金或钛合金等金属材料加工制造而成。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于：包括定子电枢（5）以及轴向插入定子电枢（5）内腔的圆筒（1），所述的圆筒（1）为两端厚壁中间薄壁结构，圆筒（1）外还分别套设有出线端端帽（4）和非出线端端帽（6），所述的出线端端帽（4）和非出线端端帽（6）分别通过密封圈（9）与定子电枢（5）端面密封连接，出线端端帽（4）上设置有冷却液体管路（43）和密封接线柱（3），出线端端帽（4）和非出线端端帽（6）外分别通过橡胶垫板（7）连接有出线端端板（2）和非出线端端板（8），所述的出线端端板（2）和非出线端端板（8）为分别内嵌有出线端金属法兰（21）和非出线端金属法兰（81）的圆环形结构，出线端金属法兰（21）和非出线端金属法兰（81）分别通过密封圈（9）和压板（10）与圆筒（1）密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的出线端金属法兰（21）和非出线端金属法兰（81）由不锈钢、铝合金、铜合金或钛合金等金属材料加工而成。
3.根据权利要求2所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的出线端金属法兰（21）和非出线端金属法兰（81）的外端面分别设置有出线端第一复合材料层（24）和非出线端第一复合材料层（84），出线端金属法兰（21）和非出线端金属法兰（81）的内端面分别通过橡胶缓冲层设置有出线端第二复合材料层（25）和非出线端第二复合材料层（85）。
4.根据权利要求3所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的出线端金属法兰（21）和非出线端金属法兰（81）的外端面分别开设有放置橡胶缓冲层的端面凹槽。
5.根据权利要求4所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的密封圈（9）包括设置在金属法兰内缘面与圆筒（1）之间的径向密封圈和设置在金属法兰外端面与圆筒（1）、压板（10）之间的角密封圈，出线端金属法兰（21）和非出线端金属法兰（81）上还分别开设有放置径向密封圈的内孔凹槽和放置角密封圈的倒角。
6.根据权利要求3所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的复合材料采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或硼纤维。
7.根据权利要求1所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的出线端端帽（4）和非出线端端帽（6）采用金属加工而成。
8.根据权利要求1所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的圆筒（1）采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或硼纤维缠绕而成。
9.根据权利要求1所述的一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构，其特征在于，所述的出线端端板（2）和非出线端端板（8）制备方法是：
步骤1，依据结构形状和尺寸制作出线端端板（2）和非出线端端板（8）的阳模和阴模；
步骤2，制造带端面凹槽和内孔凹槽的金属法兰，同时对金属法兰的双面进行喷砂处理；
步骤3，采用纤维布铺放的方式分别将金属法兰置于阳模表面涂抹树脂得到第一复合材料层；
步骤4，将金属法兰非凹槽侧端面放置于第一复合材料层上，通过止口将其固定于阳模上；
步骤5，在金属法兰的端面凹槽侧，于其中一个端面凹槽内放置纤维丝并填满，于剩余端面凹槽内粘接橡胶缓冲层形成一个平面；
步骤6，将纤维布置于于金属法兰端面凹槽侧外表面涂抹树脂得到第二复合材料层；
步骤7，将阴模放置于第二复合材料层上，通过止口将其固定于阳模上；
步骤8，加热加压固化完成后，脱模，得到出线端端板（2）和非出线端端板（8）。
10.一种如权利要求1所述气隙电枢定子结构的装配方法，其特征在于，步骤是：
步骤1，分别加工出出线端端帽（4）、出线端端板（2）、非出线端端帽（6）、非出线端端板（8）、圆筒（1）以及定子电枢（5），在圆筒（1）上设置可调节金属内膜；
步骤2，用酒精或丙清洗密封面后，将出线端端帽（4）和非出线端端帽（6）分别与定子电枢（5）通过密封圈（9）和螺栓进行端面密封连接；
步骤3，将定子电枢（5）立于工装上，使出线端朝上；
步骤4，将带有金属内膜的圆筒（1）沿轴向插入定子电枢（5）内腔，并采用工装轴向定位；
步骤5，用酒精或丙清洗出线端端帽（4）和出线端圆筒（1）的密封面以及出线端金属法兰（21）；
步骤6，在出线端端帽（4）的密封面上放置橡胶垫板（7），在出线端金属法兰（21）的内孔凹槽内放置径向密封圈（9）；
步骤7，将出线端端板（2）沿轴向套入圆筒（1），同时调整圆筒（1）圆度；
步骤8，将出线端金属法兰（21）与圆筒（1）进行密封连接；
步骤9，用螺栓将出线端端板（2）与出线端端帽（4）进行密封连接；
步骤10，将圆筒（1）与非出线端端帽（6）连接在一起；
步骤11，拆除工装将工件旋转180度；
步骤12，安装非出线端端板（8）；
步骤13，拆除圆筒（1）内的可调节金属内膜。
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|---|---|---|---|
| CN202111409612.2A CN114204723A (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种高温超导电机液体冷却气隙电枢定子结构及装配方法 |
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| CN (1) | CN114204723A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024052956A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 日産自動車株式会社 | 回転電機 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202121449U (zh) * | 2011-06-28 | 2012-01-18 | 中科盛创（青岛）电气有限公司 | 风力发电机定子蒸发冷却玻璃钢隔离套筒及其密封装置 |
| CN105782603A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-07-20 | 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 | 一种带金属法兰的复合材料结构件及其制备方法 |
| CN107394963A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-24 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七二研究所） | 一种具有浸泡式液体冷却定子电枢的电机 |
-
2021
- 2021-11-19 CN CN202111409612.2A patent/CN114204723A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202121449U (zh) * | 2011-06-28 | 2012-01-18 | 中科盛创（青岛）电气有限公司 | 风力发电机定子蒸发冷却玻璃钢隔离套筒及其密封装置 |
| CN105782603A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-07-20 | 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 | 一种带金属法兰的复合材料结构件及其制备方法 |
| CN107394963A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-24 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七二研究所） | 一种具有浸泡式液体冷却定子电枢的电机 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024052956A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 日産自動車株式会社 | 回転電機 |
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