[发明专利]一种超导直流磁阻电机

说明书

技术领域：

本发明涉及超导电机，特别涉及一种超导直流不间断励磁磁阻电机。

背景技术：

现有的超导电机多由常规电机改进而来。由于定子、转子都有绕组，而转子又是转动的，所以很难采用超导技术。有的超导电机把超导励磁绕组放在转子上，同样因为进液口的密封问题和电子电枢中的电流是交变的，故仍难做成定子、转子都是超导的全超导电机。圆盘式超导单极电机，环形励磁绕组实现超导很方便，转子上要输入低压大电流，电刷和圆盘要实现超导，难度更大。这些难题困扰着一代又一代科技工作者。至今不但全超导电机没有问世，就是半超导电机由于节能效果有限至今也没有实际应用价值。

发明内容：

本发明是为克服上述现有技术的难题和产品存在的缺陷，提供一种由磁阻电机发展而来的不间断通电、性能优良的全超导直流磁阻电机。

本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种超导直流磁阻电机，包括机壳、杜瓦瓶和轴；所述杜瓦瓶固定设置于机壳内腔的中部位置，杜瓦瓶的环形内胆中嵌入同极性轴向排列的若干根超导螺管，杜瓦瓶上的超导冷却液输入管伸出于机壳，各超导螺管并联后经导线从所述超导冷却液输入管引出；所述轴的外围为与之连为一体的无绕组的转子铁芯，所述转子铁芯穿过所述杜瓦瓶的环形筒体，所述转子铁芯的两端分别固定设置左、右磁极圈，两者与杜瓦瓶端面之间留有气隙；所述左、右磁极圈上设有朝向内侧的连续锯齿形双斜面的极齿，两侧磁极圈的极齿大小相同，相互对称，且左、右磁极圈的极齿齿端的连线平行于轴；所述杜瓦瓶、转子铁芯、左、右磁极圈和轴的水平中轴线同轴；所述超导螺管产生的磁通由两侧的磁极圈和中心的转子铁芯构成完整的磁通路。

所述超导螺管由超导线绕在横截面为等腰梯形、椭圆形或圆形的轻质非磁性材料上上，并用环氧树脂固定成形构成，管与管之间加设绝缘薄膜隔离，排列成圆环形，其环形的内外径与两侧极齿的内外径相同且中心线同轴。

所述左、右磁极圈呈盆形，其上的极齿的正斜面倾角为25°-75°，反斜面倾角为5°-20°，且正斜面的长度大于反斜面的长度。

所述轴的两端安装在所述机壳两侧的端盖的轴承座上；所述机壳、端盖、杜瓦瓶及超导螺管均采用非磁性材料做成；所述轴、转子铁芯及左、右磁极圈均采用铁磁材料做成。

由上述技术方案可知：带双斜面非对称结构的极齿中心线与轴向形成一个角度从而使水平磁场也上翘一个角度，使磁场吸力也上翘一个角，从而使磁场吸力分解为两个力，一个与轴平行，一个与轴向垂直，这个与轴向垂直的力便是电机转动的力。本发明是属于磁阻电机范畴，转子上没有绕组，是靠定子上的超导螺管的磁场使转子磁极磁化后产生的磁场吸力来工作的，所以，只要把定子绕组换上超导绕组，它便是全超导电机。由于超导绕组没有电阻，可无阻通过大电流，其磁场强，效率高，功率密度大，与同等功率的电机相比，重量可减轻50％以上，一旦投入实际应用，将对国家经济建设和国防安全产生重大影响。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。

图1为本发明剖视结构示意图；

图2为图1中A-A剖面示意图；

图3为超导螺管和极齿展开示意图；

图4为左、右磁极圈主视示意图；

图5为左、右磁极圈立体示意图；

图6为超导螺管结构示意图；

图7为图6中B-B剖面结构示意图；

图8为超导螺管对应的极齿段磁化饱和示意图。

具体实施方式：

为了更进一步阐述本发明，下面结合实施例对本发明超导直流磁阻电机作更详细的说明。

参见图1、2、4、5，该机由机壳1，左端盖2，右端盖3，轴4，转子铁芯5，左磁极圈6，右磁极圈7，杜瓦瓶8，超导螺管9，超导冷却液输入管10组成。其中机壳1、左、右端盖2、3、杜瓦瓶8及杜瓦瓶中的超导螺管9构成电机的定子部分，均采用非磁性材料做成；而轴4、转子铁芯5和左、右磁极圈6、7构成电机的转子部分，均采用导磁性能好的铁磁材料做成。

转子铁芯5两端分别套装一个朝向内侧带有多个锯齿形双倾斜面极齿的盆形磁极圈，即左磁极圈6和右磁极圈7。两端磁极圈的齿数，结构尺寸和前后极面的倾斜角均相同，但倾斜方向相反。转子铁芯5上有定位槽，确保两端极齿尖两两相对在与轴线平行的同一直线上。两端极齿及空间完全对称。