一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源制造技术

技术编号:41164168 阅读:6 留言:0更新日期:2024-04-30 18:27
本技术公开了一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,包括驱动控制器、超导感应子电机、充电控制器及高压充电装置,所述超导感应子电机包括发电部分和电动部分。超导感应子电机的励磁绕组采用超导材料,气隙长度相比常规感应子电机要大,电抗更小,气隙磁密更大,比常规感应子电机功率密度大得多。此外电枢绕组可以布置于气隙中,定子无槽,无齿槽谐波引起的转子涡流损耗;可有效降低电枢绕组挤流效应,绕组铜耗更低,效率更高。电动部分采用磁阻同步电机或者外转子永磁电机结构,且与感应子电机集成一体化,相比外置驱动电机的系统结构相比,更紧凑,电机抽真空更容易,可靠性更高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,属于特种电源领域。


技术介绍

1、电容充电脉冲电源是一种在新式装备中具有重要应用的高压、大电流脉冲电源。感应子电机由于转子结构简单,转子边缘线速度可以达到非常高的值,因此非常适合用于储能和发电一体化电机。常规的感应子脉冲发电机,由于励磁绕组功耗限制,励磁磁势有限,导致气隙长度只能取较小值,气隙磁密基波幅值相对较低,这些因素限制了基于感应子脉冲电机的电容充电脉冲电源的功率密度。此外,由于常规感应子电机的定子采用有槽结构形式,一方面导致齿槽谐波磁动势,引起较大的转子涡流损耗;另一方面,由于存在挤流效应,导致绕组铜耗迅速增加。这些将限制基于常规感应子脉冲电机的电容充电脉冲电源的效率。

2、此外,目前的基于常规感应子脉冲电机的电容充电脉冲电源,均采用外置驱动电机,驱动电机装配在感应子电机前端,系统结构复杂,且不利于电机抽真空。


技术实现思路

1、为了克服现有的基于常规感应子脉冲电机的电容充电脉冲电源存在的功率密度和效率不够高,系统结构复杂的问题,本技术提供一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,提升电源功率密度和效率,并且集成了电动和发电功能,系统更紧凑、简单,可靠性更高。

2、本技术解决上述技术问题所采用的技术方案:一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,包括驱动控制器、超导感应子电机、充电控制器及高压充电装置,所述超导感应子电机包括发电部分和电动部分,通过所述驱动控制器和电机电动部分带动电机转子转动,电机发电部分发出的电流通过高压充电装置对电容器进行快速充电,充电控制器根据电容器的电压检测反馈情况,将电容器中储存的能量通过脉冲负载释放。

3、优选的,所述超导感应子电机包含端盖、机壳、转子、定子铁芯和发电电枢绕组组成的定子电枢、励磁绕组,其中励磁绕组在定子侧,采用超导材料制成。

4、优选的,所述超导感应子电机的电动部分采用磁阻同步电机或者外转子永磁电机结构,与感应子电机集成一体化,兼具电动和发电功能。

5、优选的,当所述超导感应子电机的电动部分采用磁阻同步电机结构时,转子由硅钢片叠压而成,定子电枢中还设有驱动电枢绕组,与转子构成磁阻同步电机结构。

6、优选的,当所述超导感应子电机的电动部分采用外转子永磁电机结构时,转子由合金钢材料铸造而成,在转子的内侧设置有永磁磁钢以及内定子电枢,内定子电枢包括驱动电枢绕组和内定子铁芯,永磁磁钢以及内定子电枢构成外转子永磁电机结构。

7、有益效果

8、本技术提出的超导感应子电机,电抗更小,气隙磁密更大,比常规感应子电机功率密度大得多。此外无齿槽谐波引起的转子涡流损耗,并且可有效降低电枢绕组挤流效应,绕组铜耗更低,效率更高。与外置驱动电机的系统结构相比,更紧凑,电机抽真空更容易,可靠性更高。本技术大幅提升了基于常规感应子脉冲电机的电容充电脉冲电源的功率密度和效率。

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【技术保护点】

1.一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,其特征在于,包括驱动控制器、超导感应子电机、充电控制器及高压充电装置,所述超导感应子电机包括发电部分和电动部分,通过所述驱动控制器和电机电动部分带动电机转子转动,电机发电部分发出的电流通过高压充电装置对电容器进行快速充电,充电控制器根据电容器的电压检测反馈情况,将电容器中储存的能量通过脉冲负载释放。

2.根据权利要求1所述的一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,其特征在于,所述超导感应子电机包含端盖、机壳、转子、定子铁芯和发电电枢绕组组成的定子电枢、励磁绕组,其中励磁绕组在定子侧,采用超导材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,其特征在于,所述超导感应子电机的电动部分采用磁阻同步电机或者外转子永磁电机结构,与感应子电机集成一体化,兼具电动和发电功能。

4.根据权利要求3所述的一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,其特征在于,当所述超导感应子电机的电动部分采用磁阻同步电机结构时,转子由硅钢片叠压而成,定子电枢中还设有驱动电枢绕组,与转子构成磁阻同步电机结构。

5.根据权利要求3所述的一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,其特征在于,当所述超导感应子电机的电动部分采用外转子永磁电机结构时,转子由合金钢材料铸造而成,在转子的内侧设置有永磁磁钢以及内定子电枢,内定子电枢包括驱动电枢绕组和内定子铁芯,永磁磁钢以及内定子电枢构成外转子永磁电机结构。

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【技术特征摘要】

1.一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,其特征在于,包括驱动控制器、超导感应子电机、充电控制器及高压充电装置,所述超导感应子电机包括发电部分和电动部分,通过所述驱动控制器和电机电动部分带动电机转子转动,电机发电部分发出的电流通过高压充电装置对电容器进行快速充电,充电控制器根据电容器的电压检测反馈情况,将电容器中储存的能量通过脉冲负载释放。

2.根据权利要求1所述的一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,其特征在于,所述超导感应子电机包含端盖、机壳、转子、定子铁芯和发电电枢绕组组成的定子电枢、励磁绕组,其中励磁绕组在定子侧,采用超导材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于电动和发电一体化超导感应子电机的脉冲电源,...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘龙建于克训谢贤飞
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:新型
国别省市:

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