[发明专利]一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子

说明书

本发明属于电机技术领域，是一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子(0)，包括转轴(1)、焊接结构(2)、不锈钢套(3)、碳纤维缠绕体(4)、结构玻璃钢(5)、导磁叠片(6)、N极永磁铁(7)、锁紧螺母(8)、键(9)和S极永磁铁(10)。此转子(0)配合同轴的固定超导励磁绕组(12)为超导单极电机提供旋转磁场，中空自引风风冷结构保证了转子工作环境稳定，混合励磁结构抑制了漏磁，提高了有效气隙磁密，无滑环供电结构保障了转子可以高转速工作，叠片式定向导磁结构降低了转子上铁耗，此结构可以明显提高电机的功率密度。

所属技术领域：

本发明属于电机技术领域，更具体地，涉及一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子。

背景技术：

大功率机载超导电机是实现未来多电/全电飞机的重要依托。机载电机具有大功率、高转速、高功率密度、高效率等特点。

超导单极电机是目前最有可能同时满足以上机载电机需求的一种形式，但由于超导单极电机转子工作在高转速状态下，采用多极头整体式转子工作时凹陷部分会产生降低有效气隙磁密的漏磁，同时电机会产生大量谐波分量，谐波会导致转子发热，导磁能力下降，进一步降低气隙磁密，电机做工能力大幅下降。

因此本发明专利针对以上超导单极电机转子面临的问题，提出一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子，该转子采用混合励磁结构降低漏磁，中空自引风风冷结构冷却转子，叠片加压焊接成型降低转子损耗，进而提高电机功率密度。

发明内容：

为解决超导单极电机转子漏磁严重，高速工作状态下转子发热等问题，本发明提供一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子，该转子采用混合励磁结构降低漏磁，中空自引风风冷结构冷却转子，叠片加压焊接成型降低转子损耗，从而提高电机功率密度。

为实现上述目的，本发明提供一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子(0)，包括转轴(1)、焊接结构(2)、不锈钢套(3)、碳纤维缠绕体(4)、结构玻璃钢(5)、导磁叠片(6)、N极永磁铁(7)、锁紧螺母(8)、键(9)和S极永磁铁(10)。转轴(1)通过键(3)和锁紧螺母(8)与导磁叠片(6)配合，导磁叠片(6)经过加压后，端面用焊接结构(2)固定，侧面两端分别贴附N极永磁铁(7)和S极永磁铁(10)，侧面中间段贴附结构玻璃钢(5)，然后再经过碳纤维缠绕加固成型，最后套上不锈钢套(3)增加转子刚度，增强转子结构稳定性。

所述转子(0)为永磁铁和电励磁混合励磁结构，结构玻璃钢(5)、N极永磁铁(7)和S极永磁铁(10)贴附在导磁叠片(6)侧面，用结构胶固定，再通过碳纤维缠绕加固，最后经过不锈钢套加固增强转子结构稳定性；

所述转轴(1)为中空自引风风冷结构，与导磁叠片(6)过盈配合，并通过锁紧螺母(8)和键(9)三重传力机构满足扭矩传递；

所述导磁叠片(6)采用高饱和导磁材料，经叠压端面焊接成型，形成定向导磁结构。

优选的是，所述转子(0)为永磁铁和电励磁混合励磁结构，降低了转子凹陷处漏磁，增大了单极电机有效气隙磁密，从而提高了电机功率密度；

优选的是，所述转轴(1)为中空自引风风冷结构，降低了单极电机冷却结构重量，进而提高了电机功率密度；

优选的是，所述导磁叠片(6)采用高饱和导磁材料，叠压焊接成型，碳纤维缠绕和不锈钢双重加固，并且具有定向导磁和降低转子损耗的双重作用，提升了电机发电效率，从而提高了电机功率密度。

总体而言，本发明提供一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子，能够取得下列有效增益：

1、本发明提供的一种用于超导单极电机的高转速低损耗磁性转子，端面焊接、圆周碳纤维缠绕和不锈钢加固等多重工艺成型的转子结构可靠，适合高速工作条件，满足机载电机高转速需求；