[发明专利]一种盘式全超导电机

说明书

一种盘式全超导电机，设有一组转子，转子采取非径向充磁结构，两个对应设置的转子充磁方向不同，磁极相反，两个转子之间依次设有第一定子定位板、第一定子冷却通路、定子集中式跑道绕组、第二定子冷却通路和第二定子定位板，定子集中式跑道绕组和第二定子冷却通路之间设置有励磁铁芯阵列，定子集中式跑道绕组的结构与励磁铁芯阵列的结构对应配合设置。使用时，取消了定子磁轭的设计，可以使得定子磁场沿轴向无旋转变化，同时转子表面贴附超导体钇钡铜氧块，通过布设在水道内的液态氮直接进行冷却，定子集中式跑道绕组由超导钇钡铜氧带材绕包而成，大幅度降低铁芯损耗，提升电机效率和出力。

技术领域

本发明主要涉及盘式电机的技术领域，特别涉及一种盘式全超导电机，尤其涉及一种盘式定转子全超导电机。

背景技术

目前主流驱动电机设计越来越向着高密度化的趋势发展，功率密度也逐年有所攀升，较高功率密度的筒式电机将越来越难以满足高密度化的开发需求。

传统永磁盘式电机的磁路结构为：磁感线从表贴式转子N极磁钢发出，经过气隙穿过定子励磁铁芯，磁路在定子轭部产生旋转，在翻折后经由相邻定子齿部励磁铁芯通过气隙后返回转子相邻磁钢的S极。

传统的超导电机均为传统的筒式构型，这种超导电机的构型与电机的发展趋势相差甚远，超导电机的功率密度及转矩密度经常由于其本身系统的低密度化而难以得到提升。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种盘式全超导电机，消除了定子励磁铁芯轭部的设计，可以使得定子磁场沿轴向无旋转变化，磁场更加均匀，同时转子表贴有不同高度的钇钡铜氧块材，使气隙磁密较传统充磁方法有大幅度提高，提升电机效率和出力。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种盘式全超导电机，包括壳体，其特征在于，壳体内设有一组对应设置的转子，转子采取非径向充磁结构，两个对应设置的转子充磁方向不同，磁极相反，两个转子之间依次设有第一定子定位板、第一定子冷却通路、定子集中式跑道绕组、第二定子冷却通路和第二定子定位板，定子集中式跑道绕组和第二定子冷却通路之间设置有励磁铁芯阵列，定子集中式跑道绕组的结构与励磁铁芯阵列的结构对应配合设置，定子集中式跑道绕组的结构与励磁铁芯阵列的结构之间通过第一、第二定子定位板进行固定，第一、第二定子冷却通路的设置位置与定子集中式跑道绕组和两个转子的位置相对应，对转子和定子集中式跑道绕组的材料进行降温。

优选的，励磁铁芯阵列包括若干个沿圆周均匀分布的若干个励磁铁芯，每个励磁铁芯的两侧边分别设有绕组设置槽，定子集中式跑道绕组一一绕设于励磁铁芯上，励磁铁芯采用定子极靴的结构形状，定子极靴的厚度为4-12mm，相邻的定子极靴之间设有间隙。

进一步，转子表面贴敷有若干块钇钡铜氧块材，转子上设有若干条沿转子半径均匀布设的水道，水道的位置与钇钡铜氧块材的位置相对应。

更进一步，钇钡铜氧块材的形状为圆柱形，其直径为8-25mm，相邻的钇钡铜氧块的高度不同，根据高度分为最高、居中和最低三种钇钡铜氧块，最高的四块钇钡铜氧块作为磁钢，充磁方向为竖直向上或向下，居中和最低的钇钡铜氧块分布于最高钇钡铜氧块的两侧，起到聚磁的作用，充磁方向为偏离数值45°-60°，居中和最低的钇钡铜氧块的充磁方向相反。

相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本发明所述的改进方案，描述了一组转子采取非径向充磁结构，两个对应设置的转子充磁方向不同，磁极相反，相较于筒式电机，在功率密度、转矩密度等指标上均有显著提高；

2、本发明的技术方案中，励磁铁芯阵列包括若干个沿圆周均匀分布的定子极靴，使得定子产生的磁场更加均匀，同时取消了定子磁轭的设计，可以使得定子磁场沿轴向无旋转变化；