一种高温超导电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高温超导电机，包括沿其径向至外向内依次设置的电机壳体、定子和转子，所述定子设有定子绕组，所述转子设有超导磁块；所述定子开设有沿其轴向延伸的导线孔，所述导线孔内设有用以通电向所述超导磁块充磁的超导线材；所述电机壳体密封，所述电机壳体的两端设有与其配合密封的端盖；所述电机壳体内部通有用以维持所述超导线材和所述超导磁块处于超导临界温度的冷却介质，所述定子和所述转子浸没于所述冷却介质中。上述高温超导电机突破了超导线材动态通电的制约，提高了超导磁块充磁的便利性和可靠性。

A high temperature superconducting motor

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导电机
本技术涉及超导电机
，特别涉及一种高温超导电机。
技术介绍
高温超导电机已被现有技术已知，其利用在临界温度下超导线材超大的载流能力和超导磁块充磁后超强的磁通强度，使得电机体积大大缩小。当然，这里的“高温”是相对绝对零度而言的，实际上的温度仍然低于超导线材和超导磁块超导临界温度。要保证超导线材和超导磁块的稳定运行，需要其持续运行在临界温度环境中。超导磁块和超导线材均位于转子上，转子整体密闭与定子隔离，并通过冷媒介质冷却，需要通过超导线材通过集电环电刷与外部电压通电进行充磁。即使处于非充磁状态下，超导线圈与集电环电刷仍然存在相对的转动，转动连接处需要相对冷媒介质密封，超导线材在电机运行状态发生相对集电环电刷发生磨损，降低了充磁的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高温超导电机，突破了超导磁块动态充磁的限制，提升了充磁的便利性和可靠性。为实现上述目的，本技术提供了一种高温超导电机，包括沿其径向至外向内依次设置的电机壳体、定子和转子，所述定子设有定子绕组，所述转子设有超导磁块；所述定子开设有沿其轴向延伸的导线孔，所述导线孔内设有用以通电向所述超导磁块充磁的超导线材；所述电机壳体密封，所述电机壳体的两端设有与其配合密封的端盖；所述电机壳体内部通有用以维持所述超导线材和所述超导磁块处于超导临界温度的冷却介质，所述定子和所述转子浸没于所述冷却介质中。可选地，所述端盖设有冷却介质进口和冷却介质出口，所述冷却介质进口和所述冷却介质出口关于所述端盖的中心对称设置。可选地，所述端盖和所述电机壳体之间设有第一隔热层，所述第一隔热层与所述端盖平行设置，所述定子和所述电机壳体之间设有第二隔热层。可选地，所述第一隔热层和所述第二隔热层连接处设有相互配合的阶梯凸缘。可选地，所述导线孔的组数与所述高温超导电机的极数相同，全部组的所述导线孔沿所述定子的周向均匀设置。可选地，所述转子包括转子铁芯，所述超导磁块贴合所述转子铁芯的外表面设置，全部所述超导磁块沿所述转子铁芯的外表面均匀设置。可选地，所述转子包括转子铁芯，所述超导磁块嵌装于所述转子铁芯内部，全部所述超导磁块沿所述转子铁芯的内周均匀设置。相对于上述
技术介绍
，本技术所提供的高温超导电机通过沿定子的轴向开设导线孔，将超导线材设置在定子中，避免了超导线材的旋转通电充磁，减少了超导线材相对集电环电刷的磨损，提升了设置在转子中的超导磁块的充磁的可靠性。为了实现对超导线材及超导磁块超导临界温度的维持，电机壳体为密封的壳体，通过和端盖配合形成容纳冷却介质的空间，向电机壳体内通入冷却介质，定子和转子没在壳体内的冷却介质中。由于超导线材设置在定子中，避免了超导线材的旋转供电及非充磁状态下电机运行产生磨损，提升了充磁的可靠性，能够在电机运行状态下进行充磁。该高温超导电机除了电机轴承室均采用静态密封结构(相对旋转状态下的密封而言)即能满足高温超导电机的密封需求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所提供的高温超导电机的轴向剖视图；图2为本技术实施例所提供的高温超导电机的径向截面图；图3为本技术一种实施例所提供的定子的示意图；图4为本技术另一种实施例所提供的定子的示意图；图5为本技术一种实施例所提供的转子的示意图；图6为本技术另一种实施例所提供的转子的示意图。其中：1-电机壳体、2-定子、21-定子铁芯、22-定子绕组、23-定子槽、3-转子、31-转子铁芯、32-超导磁块、4-导线孔、41-超导线材、5-冷却介质进口、6-冷却介质出口、7-第一隔热层、8-第二隔热层、9-端盖。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。请参考图1至图6，图1为本技术实施例所提供的高温超导电机的轴向剖视图，图2为本技术实施例所提供的高温超导电机的径向截面图，图3为本技术一种实施例所提供的定子的示意图，图4为本技术另一种实施例所提供的定子的示意图，图5为本技术一种实施例所提供的转子的示意图，图6为本技术另一种实施例所提供的转子的示意图。本技术所提供的高温超导电机，包括电机壳体1、定子2和转子3。电机壳体1、定子2和转子3的相对位置与常规电机相同，也即沿电机的径向自外至内依次设置。有所不同的是，转子3设有超导磁块32，替代常规的转子绕组或者永磁体，定子2则设置沿其轴向延伸的导线孔4，导线孔4内设置超导线材41。为了维持超导线材41和超导磁块32处于临界温度下，电机壳体1采用密封的壳体，并且与端盖9配合形成密封的空间，通过向电机壳体1内通入冷却介质，使定子2和转子3之间没在冷却介质中，对超导线材41超导磁块32进行冷却，维持二者温度处于超导临界温度以下。相对于超导线材41和超导磁块32设置在转子3内，需要克服超导线材41的旋转供电，避免超导线材41在非充磁状态的电机运行状态下相对集电环电刷的磨损，提高了充磁的可靠性。下面结合附图和具体实施例对本技术所提供的高温超导电机进行更加详细的介绍。在本技术所提供的具体实施中，高温超导电机的设置可参考图1和图2，用来供超导线材41安装的导线孔4设置在定子2的定子轭部，从定子轭部沿定子2的轴向贯穿至定子2的另一端，导线孔4通常沿定子轭部的周向均匀设置，从而在超导线材41通电时在转子3形成一个对称且相对均匀的超强磁场，对设置在转子3内的超导磁块32进行均匀的充磁。一般来说，导线孔4的组数与高温超导电机的极数相等，也即为极对数的两倍。多组导线孔4沿定子2的圆周方向均匀设置，当高温超导电机的极对数为2时，导线孔4为四组，四组导线孔4相间90°设置，超导磁块32对应为四块，充磁后形成两对磁极。一组导线孔4的通常可包括两个相邻设置的导线孔4。由于本技术所提供的超导电机的超导线材41和超导磁块32分别设置在定子2和转子3中，超导磁块32和超导线材41之间的距离增大，对超导磁块32充磁的超导线材41所产生的感应磁场强度更强。超导线材41的瞬时电流及电流变化率相对传统充磁方式更大，充磁电流通常达到几百安至几千安，充磁时间也即充磁电流的持续时间为几毫秒到数百毫秒之间，电流的大小及持续时间具体视高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温超导电机，包括沿其径向至外向内依次设置的电机壳体(1)、定子(2)和转子(3)，所述定子(2)设有定子绕组(22)，所述转子(3)设有超导磁块(32)；其特征在于，/n所述定子(2)开设有沿其轴向延伸的导线孔(4)，所述导线孔(4)内设有用以通电向所述超导磁块(32)充磁的超导线材(41)；所述电机壳体(1)密封，所述电机壳体(1)的两端设有与其配合密封的端盖(9)；所述电机壳体(1)内部通有用以维持所述超导线材(41)和所述超导磁块(32)处于超导临界温度的冷却介质，所述定子(2)和所述转子(3)浸没于所述冷却介质中。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温超导电机，包括沿其径向至外向内依次设置的电机壳体(1)、定子(2)和转子(3)，所述定子(2)设有定子绕组(22)，所述转子(3)设有超导磁块(32)；其特征在于，
所述定子(2)开设有沿其轴向延伸的导线孔(4)，所述导线孔(4)内设有用以通电向所述超导磁块(32)充磁的超导线材(41)；所述电机壳体(1)密封，所述电机壳体(1)的两端设有与其配合密封的端盖(9)；所述电机壳体(1)内部通有用以维持所述超导线材(41)和所述超导磁块(32)处于超导临界温度的冷却介质，所述定子(2)和所述转子(3)浸没于所述冷却介质中。


2.根据权利要求1所述的高温超导电机，其特征在于，所述端盖(9)设有冷却介质进口(5)和冷却介质出口(6)，所述冷却介质进口(5)和所述冷却介质出口(6)关于所述端盖(9)的中心对称设置。


3.根据权利要求2所述的高温超导电机，其特征在于，所述端盖(9)和所述电机壳体(1)之间设有第一隔热层(7)，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：高关中，张映明，刘忠奇，冯雪晴，张腾，
申请(专利权)人：卧龙电气上海中央研究院有限公司，卧龙电气驱动集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31