[发明专利]一种高温超导电机有效

专利信息
申请号: 201210465650.4 申请日: 2012-11-16
公开(公告)号: CN102969873A 公开(公告)日: 2013-03-13
发明(设计)人: 宋彭;瞿体明;于晓宇;李隆年;胡伯平;王玉国;王德文;顾晨;韩征和 申请(专利权)人: 清华大学;北京中科三环高技术股份有限公司
主分类号: H02K55/02 分类号: H02K55/02
代理公司: 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 代理人: 张文宝
地址: 100084 北京*** 国省代码: 北京;11
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要: 发明涉及超导技术领域和电机技术领域,特别涉及一种高温超导电机。该电机包括电动机和发电机,其电枢绕组采用高温超导导线绕制而成,通过的电流具有交流分量。该电机的制冷杜瓦放置在定子铁芯外部,通过接触传导制冷的方式使高温超导线圈冷却。电机转子和定子之间没有绝热层,电机内腔抽低真空,使得转子和定子隔绝热对流和热传导。真空腔内外的扭矩传递通过磁流体密封件实现。定子绕组的分布采用集中式绕组形式。线圈采用跑道型线圈或圆角矩形线圈,线圈的端部不会出现空间相互干涉的情况;使用低频交流电,降低了损耗;其低频特性特别适用于风力发电、船舶推进动力等领域。
搜索关键词: 一种 高温 超导 电机
【主权项】:
一种高温超导电机,其结构包括电磁系统、制冷系统和真空系统,电磁系统采用内转子方式,包括定子部分和转子部分;制冷系统设置在定子铁芯的外部,包括杜瓦;真空系统包括真空腔;该电机还包括轴承座和壳体,其特征在于,该电机的定子电枢绕组为高温超导线圈,采用高温超导导线绕制而成;定子电枢绕组为交流绕组,交流分量的基频低于50Hz;电磁系统和制冷系统一同置于真空腔内,通过真空的方式隔绝定子和转子的热交换。
下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于清华大学;北京中科三环高技术股份有限公司,未经清华大学;北京中科三环高技术股份有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201210465650.4/,转载请声明来源钻瓜专利网。

同类专利
  • 喷气式内转子电机-201811008938.2
  • 陈国祥;陈国宝;陈鴻达 - 陈国宝;杭州爱纬斯电子有限公司
  • 2018-08-23 - 2018-12-18 - H02K55/02
  • 本发明公开了一种喷气式内转子电机,属于电机技术领域,包括:两个转子盘2或X个叠加型转盘201、定子6、主轴8,转子盘中各自设有导磁环3、永磁体4、风叶22;特征是:采用双面印刷电路板制成绕组5,用粉末冶金法真空烧结成超薄型定子6,结合磁浮环23的磁浮作用控制间隙12到最小限度,使电机效率高达95%以上,配合电机内设置的自动抽真空喷气散热装置,将有害热量转化为喷气动力,同时带同真空和强磁场中运转的绕组发挥超导或亚超导效应,大幅度提高了电机的负荷能力,使电机体积和重量比同等功率的传统电机缩小5~10倍,功率增大5~10倍;而且制作方便,重量轻、体积小、成本低,可以替换目前所有的传统内转子电动机或发电机,是现代电动机发展史上的原创突破,其中,X为自然数。
  • 一种超导音圈电机-201510041577.1
  • 段素丙;陈庆生;季汉川;胡兵 - 上海微电子装备(集团)股份有限公司
  • 2015-01-28 - 2018-11-09 - H02K55/02
  • 本发明公开一种超导音圈电机,该音圈电机包括:线圈单元和超导平面体,该线圈单元通入电流,产生主动磁场;该超导平面体位于该主动磁场影响范围内,该超导平面体因受主动磁场影响而产生感应电流,该感应电流会产生被动磁场:当该线圈单元中通入电流由小变大时,该被动磁场会与该主动磁场方向向反,该主、被动磁场间产生斥力;当该线圈单元中通入电流由大变小时,该被动磁场会与该主动磁场方向向同,该主、被动磁场间产生吸力。
  • 一种永磁式超导磁体无线充能电源-201720867727.9
  • 王为 - 四川大学
  • 2017-07-18 - 2018-08-07 - H02K55/02
  • 本实用新型涉及超导磁体充能电源技术领域,具体公开一种永磁式超导磁体无线充能电源。该永磁式超导磁体无线充能电源包括永磁体、驱使永磁体绕旋转轴做圆周运动的动力机构、能够被永磁体的磁场切割的超导定子和与超导定子形成超导闭合回路的超导线圈,超导定子和超导线圈都处在超导态。本实用新型基于一种新型的磁通动力学充磁原理,能够对超导磁体实现无接触式充能,帮助超导磁体运行在持续电流模式之下,该装置大幅降低超导磁体电源成本和运行能耗,同时免除了电流引线并降低制冷系统的负担。
  • 一种超导单相多极开关磁阻电机-201621034297.4
  • 石昊生;石云艾 - 石昊生
  • 2016-08-31 - 2018-01-26 - H02K55/02
  • 本实用新型涉及一种超导单相多极开关磁阻电机,包括定子、转子、左端盖和右端盖,所述定子包括机壳和位于机壳中间部的环形杜瓦瓶,以及均布于杜瓦瓶左右两侧机壳内圆的定子左磁极和定子右磁极;所述转子包括转轴和固定于转轴上的转子铁芯,以及与铁芯连为一体的与定子磁极相对应的转子左磁极和转子右磁极;所述转子磁极和定子磁极为极数相等的双凸极结构。本实用新型由于只在定子上设置一只超导线圈,而转子上无任何常规绕组和永磁体,只要超导线圈在规定的角度开通和关断电源,电机就能运转,从而实现正真意义上的全超导电机。
  • 一种永磁式超导磁体无线充能电源-201710583741.0
  • 王为 - 四川大学
  • 2017-07-18 - 2017-10-24 - H02K55/02
  • 本发明实施例涉及超导磁体充能电源技术领域,具体公开一种永磁式超导磁体无线充能电源。该永磁式超导磁体无线充能电源包括永磁体、驱使永磁体绕旋转轴做圆周运动的动力机构、能够被永磁体的磁场切割的超导定子和与超导定子形成超导闭合回路的超导线圈,超导定子和超导线圈都处在超导态。本发明基于一种新型的磁通动力学充磁原理,能够对超导磁体实现无接触式充能,帮助超导磁体运行在持续电流模式之下,该装置大幅降低超导磁体电源成本和运行能耗,同时免除了电流引线并降低制冷系统的负担。
  • 一种具有超导磁悬浮结构的长行程磁浮平面电机-201310012685.7
  • 李立毅;王明义;曹继伟;刘家曦;张成明 - 哈尔滨工业大学
  • 2013-01-14 - 2017-05-24 - H02K55/02
  • 本发明公开了一种具有超导磁悬浮结构的长行程磁浮平面电机,利用超导材料的特有性能,解决了现有磁悬浮长行程平面电机承载力低、悬浮力和驱动力交叉耦合等问题。电机由定子和动子组成,定子包括基台和二维永磁阵列,动子包括平台、常导线圈组和超导线圈组。所述平面电机的悬浮力由位于动子平台底部的八组超导线圈组提供,每角有两组超导线圈组,四角分布有四组外围超导线圈组和四组内围超导线圈组,每个超导线圈组由四个独立无铁芯超导线圈组成;所述平面电机的驱动力由位于动子平台底部四边的常导线圈组提供。与传统的磁悬浮长行程平面电机相比,本发明提出的平面电机具有高承载力、悬浮力与驱动力完全解耦、控制简单的优点。
  • 一种超导单相多极开关磁阻电机-201610798776.1
  • 石昊生;石云艾 - 石昊生
  • 2016-08-31 - 2017-01-04 - H02K55/02
  • 本发明涉及一种超导单相多极开关磁阻电机,包括定子、转子、左端盖和右端盖,所述定子包括机壳和位于机壳中间部的环形杜瓦瓶,以及均布于杜瓦瓶左右两侧机壳内圆的定子左磁极和定子右磁极;所述转子包括转轴和固定于转轴上的转子铁芯,以及与铁芯连为一体的与定子磁极相对应的转子左磁极和转子右磁极;所述转子磁极和定子磁极为极数相等的双凸极结构。本发明由于只在定子上设置一只超导线圈,而转子上无任何常规绕组和永磁体,只要超导线圈在规定的角度开通和关断电源,电机就能运转,从而实现正真意义上的全超导电机。
  • 风力发电机-201380081668.7
  • 埃诺·西兰德 - ABB技术有限公司
  • 2013-12-18 - 2016-08-03 - H02K55/02
  • 一种风力发电机,包括定子、转子和用于磁化风力发电机的转子的固定的超导线圈结构,转子具有能够连接至风力涡轮机的轴,风力发电机的定子包括用于从风力发电机产生电力的多相绕组。风力发电机为同步发电机,并且超导线圈结构包括设置为通过超导线圈磁化成具有相反极性的端部,并且转子包括在转子的表面中沿发电机的轴的方向延伸的磁极,磁极布置成使用超导线圈结构进行磁化,其中,每个转子磁极布置成在磁极的一端处向内延伸使得磁极的向内延伸端布置在超导线圈结构的端部附近以便磁化转子磁极,并且其中,转子磁极包括极靴,极靴形成为在定子与转子之间的气隙中提供正弦变化的气隙磁通。
  • 超导同步电机-201320813278.1
  • 晏飞翔;林群煦;李靖;陈鑫;荆海莲;许媛媛;郑珺;王素玉;王家素;张卫华 - 西南交通大学
  • 2013-12-11 - 2014-07-02 - H02K55/02
  • 一种超导同步电机,其超导线圈固定于圆柱形的密封的转子内腔中,转子内腔罩有密封的外罩,外罩上设有真空嘴,外罩通过轴承固定于定子外壳上;转子内腔及外罩的一端均与旋转接头相连,旋转接头的另一端同时与制冷剂的输入管和制冷剂的输出管相连;转子内腔的另一端与外罩的另一端固定联接;超导线圈的两个引出端与铜片的内端相连,铜片穿出转子内腔及外罩的外端通过电源线与电源的相接;超导线圈的两个引出端还与一个超导开关相连,其具体连接结构是:超导开关的超导线与超导线圈的两个引出端相连,超导线的一段与加热器紧贴,加热器的电源线穿出转子内腔及外罩与加热器电源相连。该种超导同步电机的可靠性高、效率高、使用寿命长。
  • 一种超导同步电机-201310671507.5
  • 晏飞翔;林群煦;李靖;陈鑫;荆海莲;许媛媛;郑珺;王素玉;王家素;张卫华 - 西南交通大学
  • 2013-12-11 - 2014-03-12 - H02K55/02
  • 种超导同步电机,其超导线圈固定于圆柱形的密封的转子内腔中,转子内腔罩有密封的外罩,外罩上设有真空嘴,外罩通过轴承固定于定子外壳上;转子内腔及外罩的一端均与旋转接头相连,旋转接头的另一端同时与制冷剂的输入管和制冷剂的输出管相连;转子内腔的另一端与外罩的另一端固定联接;超导线圈的两个引出端与铜片的内端相连,铜片穿出转子内腔及外罩的外端通过电源线与电源的相接;超导线圈的两个引出端还与一个超导开关相连,其具体连接结构是:超导开关的超导线与超导线圈的两个引出端相连,超导线的一段与加热器紧贴,加热器的电源线穿出转子内腔及外罩与加热器电源相连。该种超导同步电机的可靠性高、效率高、使用寿命长。
  • 一种高温超导磁悬浮电机-201310340341.9
  • 邱清泉;张国民;张志丰;胡磊;于志强;戴少涛;肖立业 - 中国科学院电工研究所
  • 2013-08-07 - 2013-12-11 - H02K55/02
  • 一种高温超导磁悬浮电机,由超导电机转子(1)、电机定子(2)、超导轴承转子(3)、永磁轴承定子(4)、旋转杜瓦(5)、电磁屏蔽(6)、力矩管(7)、机械保护轴承(8)、主轴(9)、低温进液(气)管道(10),以及低温出液(气)管道(11)构成;超导电机转子(1)和超导轴承转子(2)置于在旋转杜瓦(5)中,由液氮、液氖、液氦或冷氦气冷却;电机定子(2)和永磁轴承定子(4)在旋转杜瓦(5)的外部,与旋转杜瓦(5)同轴;采用左右两个径向机械保护轴承(8)保护超导轴承失效带来的影响。
  • 一种超导发电机及其转子-201320188732.9
  • 肖珊彩;秦明;潘磊 - 国电联合动力技术有限公司
  • 2013-04-15 - 2013-09-04 - H02K55/02
  • 本实用新型是有关于一种超导发电机及其转子,该转子包括转子支撑、外超导励磁线圈、内超导励磁线圈和压紧装置,外超导励磁线圈套装于转子支撑的外侧,内超导励磁线圈套装于转子支撑的内侧,每两个相对的外超导励磁线圈或内超导励磁线圈之间用压紧装置固定。该发电机包括上述的转子,以及位于转子两侧的外定子和内定子,其中:在外定子与转子之间及内定子与转子之间均设有隔热套筒、低温容器Ⅰ及低温容器Ⅱ。本方案保证了转子有效冷却到临界温度或以下,以实现和维持超导性。
  • 一种超导直流磁阻电机-201310134812.0
  • 石云艾;石昊生 - 石云艾
  • 2013-04-03 - 2013-08-21 - H02K55/02
  • 本发明涉及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;所述轴的外围为与之连为一体的无绕组的转子铁芯;杜瓦瓶、转子铁芯和轴三者的水平中轴线同轴;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,两端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。本发明由于转子上没有任何绕组,只要把定子绕组改用超导绕组,即构成全超导电机,其效率高、功率大且重量轻。
  • 一种超导发电机及其转子-201310129961.8
  • 肖珊彩;秦明;潘磊 - 国电联合动力技术有限公司
  • 2013-04-15 - 2013-06-19 - H02K55/02
  • 本发明是有关于一种超导发电机及其转子,该转子包括转子支撑、外超导励磁线圈、内超导励磁线圈和压紧装置,外超导励磁线圈套装于转子支撑的外侧,内超导励磁线圈套装于转子支撑的内侧,每两个相对的外超导励磁线圈或内超导励磁线圈之间用压紧装置固定。该发电机包括上述的转子,以及位于转子两侧的外定子和内定子,其中:在外定子与转子之间及内定子与转子之间均设有隔热套筒、低温容器Ⅰ及低温容器Ⅱ。本方案保证了转子有效冷却到临界温度或以下,以实现和维持超导性。
  • 一种高温超导电机-201210465650.4
  • 宋彭;瞿体明;于晓宇;李隆年;胡伯平;王玉国;王德文;顾晨;韩征和 - 清华大学;北京中科三环高技术股份有限公司
  • 2012-11-16 - 2013-03-13 - H02K55/02
  • 本发明涉及超导技术领域和电机技术领域,特别涉及一种高温超导电机。该电机包括电动机和发电机,其电枢绕组采用高温超导导线绕制而成,通过的电流具有交流分量。该电机的制冷杜瓦放置在定子铁芯外部,通过接触传导制冷的方式使高温超导线圈冷却。电机转子和定子之间没有绝热层,电机内腔抽低真空,使得转子和定子隔绝热对流和热传导。真空腔内外的扭矩传递通过磁流体密封件实现。定子绕组的分布采用集中式绕组形式。线圈采用跑道型线圈或圆角矩形线圈,线圈的端部不会出现空间相互干涉的情况;使用低频交流电,降低了损耗;其低频特性特别适用于风力发电、船舶推进动力等领域。
  • 一种超导磁体磁极圆筒型同步直线电机-201220097565.2
  • 王豫;段晚晴;桂志兴;王亮;董亮;严仲明 - 西南交通大学
  • 2012-03-15 - 2012-09-19 - H02K55/02
  • 本实用新型公开了一种超导磁体磁极圆筒型同步直线电机,主要由圆筒型交流直线电机电枢和超导磁体磁极构成。所述超导磁体磁极具有一低温隔热容器、低温隔热容器中心设置有圆筒型不导磁轴,至少一个高温超导磁体套置在所述圆筒型不导磁轴上;当设置一个以上磁体时,在两个磁体之间设置有一环形导磁体,导磁体同样套置在所述圆筒型不导磁轴上。本实用新型超导磁体磁极圆筒型同步直线电机,在低温环境下(77K以下),磁极的磁场可明显高于普通永磁和电磁磁体,可广泛应用于推进、拖动等方面,具有产生较普通圆筒型同步直线电机更大推力且磁极轻便、节能的优点。
  • 超导电机-201110445963.9
  • 水谷良治;大桥义正;奥村畅朗;石田贤司 - 丰田自动车株式会社
  • 2011-12-28 - 2012-07-04 - H02K55/02
  • 一种超导电机(10),包括:转子(20),所述转子被能够旋转地布置;和定子(22),所述定子布置在所述转子(20)的径向方向上,以便面对所述转子(20)。所述定子(22)具有多个超导线圈(36),所述超导线圈卷绕在定子芯(34)的径向端部部分处,并且所述超导线圈由超导线材材料制成。所述超导电机(10)包括制冷机(14),所述制冷机具有至少一根细管(66),低温制冷剂在所述细管内流动。至少一根细管(66)与所述线圈(36)中的至少一个线圈和所述定子芯(34)热接触。
  • 超导电机-201110445535.6
  • 水谷良治;大桥义正;奥村畅朗;石田贤司 - 丰田自动车株式会社;爱信精机株式会社
  • 2011-12-28 - 2012-07-04 - H02K55/02
  • 一种超导电机(10),所述超导电机包括:能够旋转地布置的转子(20);和定子(22)。所述定子(22)具有:多个齿(40),所述齿设置在定子芯(34)的一个径向端部部分上;和齿槽(42),每个所述齿槽均设置在所述多个齿(40)中的沿着所述定子(22)的圆周方向毗邻的两个齿之间。线圈(36)分别围绕所述齿(40)卷绕。所述超导电机(10)还包括制冷机(14),所述制冷机具有细管(66),低温制冷剂在所述细管内部流动。所述细管(66)的至少一部分在所述齿槽(42)中的一个齿槽中布置在所述线圈(36)中的沿着所述定子(22)的圆周方向毗邻的两个线圈之间。
  • 一种用于同步直线电机的高温超导动子-201110090061.8
  • 晏飞翔;李婧;郑石钧;马光同;林群煦;刘伟;陈鑫;郑珺;王家素;王素玉 - 西南交通大学
  • 2011-04-11 - 2011-07-27 - H02K55/02
  • 本发明公开了一种用于同步直线电机的高温超导动子,具有由两个跑道形超导线圈(1,2)组成的励磁系统,超导线(3)将相邻的超导线圈连接起来形成一个反极性的结构,所述两个超导线圈端部连接在与励磁电源相连的两个铜母线接头上,与之并联在两个铜母线接头还有一个由超导线(5)和控温加热器(8)构成的超导开关。本发明使用可以工作在液氮温区77K的高温超导体,在降低动子空间尺寸、重量、损耗以及提高系统推力方面具有明显优势。在电机重量不超过20kg、空间尺寸小于0.008m3的情况,所装备的直线电机很容易在净气隙高于10mm时实现输出300N的推力。
  • 具有轴向冷缩补偿机构的高温超导电机-201110064964.9
  • 董琦;谢峰;周勇;陈伟;叶志刚 - 中国船舶重工集团公司第七一二研究所
  • 2011-03-17 - 2011-07-20 - H02K55/02
  • 本发明涉及一种具有轴向冷缩补偿机构的高温超导电机,包括定子,转子;转子包括:一个筒状外转子,一个电机轴盘,还有一个包括有补偿弹片的轴向冷缩补偿机构,外转子有外转子驱动轴;电机轴盘有一个电机轴盘外轴,还有一个锥形的电机轴盘内轴;第一力矩管端面上还固定一个轴孔为锥孔的过渡轴,该过渡轴与电机轴盘内轴锥度相匹配;所述电机轴盘外轴、电机轴盘内轴、过渡轴、磁体支架、以及外转子驱动轴轴线重合,即同轴。本发明优点在于:保证电机同轴度的同时达到轴向补偿的目的;通过螺栓来传递扭矩,减小了加工精度和复杂性;包括有补偿弹片的轴向冷缩补偿机构安置在电机非驱动端,保证更高的安全性和可靠性。
  • 横向磁通超导同步电机-201010109366.4
  • 寇宝泉;李立毅;李伟力 - 哈尔滨工业大学
  • 2010-02-11 - 2010-07-07 - H02K55/02
  • 横向磁通超导同步电机。它涉及电机领域,它解决了相与相之间存在磁耦合影响电流的控制精度的问题;以及每一相绕组通电产生的磁通所经过的磁路较长而使定子铁耗较大的缺点。定子的相单元由若干个相电枢铁心和相电枢绕组组成;每个相电枢铁心由k个铁心单元组成,每个相电枢铁心是由k个铁心单元组成带有齿孔的相电枢铁心,所述齿孔由齿槽叠加形成,每个铁心单元所述的两个齿沿轴向排列,所述的两个齿之间连接有磁轭段;k个铁心单元沿圆周方向依次等间隔排列在机壳内;线圈通过齿孔绕成一相相电枢绕组;当电机为m相电机时,则有im个相单元,相邻两个相电枢绕组轴线之间的夹角为[j-1+1/m]×180°电角度。它既可以作为电动机使用,也可以作为发电机使用。
  • 双边励磁全超导同步电机-200810137308.5
  • 寇宝泉;王莉;李伟力;李立毅 - 哈尔滨工业大学
  • 2008-10-13 - 2009-03-11 - H02K55/02
  • 双边励磁全超导同步电机,它涉及电机领域,它解决了超导绕组体积大,成本高,电机的功率密度低,以及电机铁耗大的缺点。本发明是改变了原有的轴径向磁通全超导同步电机上的永磁体,永磁体由2p个切向充磁的永磁体和2p个平行或径向充磁的永磁体组成;切向充磁的永磁体为矩形平板,切向充磁的永磁体沿圆周方向呈辐射状嵌于N极导磁轭和S极导磁轭之间,平行或径向充磁的永磁体设置在N极导磁轭和S极导磁轭上,每相邻两个主磁极的永磁体的充磁方向相反;本发明把永磁体应用到超导同步电机中,让永磁体产生空载主磁通,让超导励磁绕组补偿由电枢反应引起的去磁磁通,同时使磁导率低的永磁体位于主磁路中,来抑制电枢反应引起的气隙磁场畸变。
专利分类
×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

400-8765-105周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top