[发明专利]无换向装置超导直流电机

说明书

本发明公开了一种无换向装置超导直流电机,包括外壳和贯穿外壳的转轴，转轴上安装有位于外壳内的转子组件，外壳内安装有环转子组件设置的定子组件；定子组件包括超导电枢组件，超导电枢组件的外侧设置有超导屏蔽罩，超导屏蔽罩的外周壁上设置有向所述超导电枢组件凸出的V型槽，所述超导屏蔽罩上设置有第一冷却回路，所述外壳上设置有与所述第一冷却回路连通的第一冷却端口；超导电枢组件中感应的是直流电流，转子组件中通过的也是直流电流，因此，超导电枢组件和转子组件中没有交流损耗，这不仅提高了超导电机的机械效率，降低了制造超导电机的难度，减少了制造成本和运行成本，还扩大了选择超导线材的范围。

技术领域

本发明涉及一种超导电机，尤其涉及一种无换向装置超导直流电机。

背景技术

由于超导材料的高载流和零电阻特性，超导绕组可以显著提高电机的工作性能。超导电机是应用超导绕组的电机，可以是仅在直流励磁绕组上应用超导线材，也可以是同时在直流励磁绕组和交流电枢绕组上应用超导线材。但是，超导线材在交变电磁条件下会产生交流损耗，致使超导电机的可行性降低，运行成本上升，因此，大部分超导发电机和超导电动机，是仅在转子上设置的直流励磁绕组应用超导线材，而定子上设置的交流电枢绕组应用常规线材的半超导电机。

1831年，法拉第发现了电磁感应定律，两年后，皮克西（pixii）利用永久磁铁与线圈之间的相对运动和一个换向器，制成了一台旋转磁极式直流发电机，经过一百多年的改进和发展，形成了现代结构的直流电机。目前，直流电机在电解、电镀、电冶炼、轮船推进、电气轨道牵引、机械加工以及造纸等诸多领域被广泛应用，然而，由于存在换向器（包括电子换向器），它比相同功率的交流电机容量小、造价高、寿命短，使用不稳定，其应用范围受到了很大限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种容量大且效率高的无换向装置超导直流电机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：无换向装置超导直流电机,包括外壳和贯穿所述外壳的转轴，所述转轴上安装有位于所述外壳内的转子组件，所述外壳内安装有环所述转子组件设置的定子组件；

所述定子组件包括超导电枢组件，所述超导电枢组件的外侧设置有超导屏蔽罩，所述超导屏蔽罩的外周壁上设置有向所述超导电枢组件凸出的V型槽，所述超导屏蔽罩上设置有第一冷却回路，所述外壳上设置有与所述第一冷却回路连通的第一冷却端口。

作为一种优选的技术方案，所述超导电枢组件包括电枢绕组固定架，所述电枢绕组固定架上安装有超导电枢绕组，所述超导电枢绕组的两侧设置有超导屏蔽环；所述超导电枢组件的外侧设置有第二冷却回路，所述第二冷却回路与所述第一冷却回路连通。

作为一种优选的技术方案，所述电枢绕组固定架内设置有真空内腔。

作为一种优选的技术方案，所述转子组件包括安装在转轴上的励磁绕组固定架，所述励磁绕组固定架上安装有多个环所述转轴周向分布且轴向延伸的磁极，所有所述磁极的磁性分布相同，所述磁极上安装有超导励磁绕组，相邻两个所述磁极之间的所述励磁绕组固定架上安装有沿所述转轴轴向延伸的超导屏蔽带，所述转子组件的外侧设置有第三冷却回路，所述第三冷却回路环所述转子组件设置。

作为一种优选的技术方案，所述转轴上安装有位于所述转子组件外侧的力矩传导筒，所述第三冷却回路位于所述转子组件和所述力矩传导筒之间。

作为一种优选的技术方案，所述转子组件的两侧设置有转子超导屏蔽盘，所述转轴为空心轴，所述超导屏蔽盘安装在所述转轴的内腔中并位于所述转子组件的两侧，所述超导屏蔽盘上设置有第四冷却回路，所述转轴上设置有与所述第四冷却回路连通的第二冷却端口；所述转轴的内腔为真空内腔。

作为一种优选的技术方案，所述第三冷却回路与所述述第四冷却回路连通。

作为一种优选的技术方案，所述外壳与所述转轴围成的内腔为真空内腔。