超导电机制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超导电机，并且更具体地涉及一种包括制冷机的超导电机，所述制冷机具有至少一根细管，低温制冷剂在所述细管内部流动。
技术介绍
在现有技术中，提出了包括制冷机的超导电机。例如，日本专利申请公报 No. 2010-178517 (JP-A-2010-178517)描述了一种超导电机设备，所述设备包括超导电机、 低温生成器和机壳。超导电机包括转子和定子。转子包括可旋转的旋转轴和布置在所述旋转轴的外周部分上的多个永磁体。定子具有三相超导线圈，所述超导线圈围绕定子铁芯的齿卷绕。低温生成器具有制冷机，所述制冷机在其冷头处产生低温。设置有具有高导热系数的导热部分。导热部分将冷头连接到超导电机的定子的定子铁芯，以便能够传热。导热部分的冷却圆柱形部分被冷却至低温状态，并且与定子铁芯的外周部分热接触，以便冷却所述定子铁芯。机壳形成真空绝热腔室，所述真空绝热腔室使超导线圈绝热。因此，即使当热量传递到超导线圈时，或者即使当制冷机的制冷输出没有跟上，定子铁芯也将超导线圈保持在低温状态下。另外，JP-A-2010-178517的图3示出了具有高导热系数的导热材料设置在定子铁芯的多个齿中的每一个齿以及超导线圈中的对应的一个超导线圈之间，并且 JP-A-2010-178517的图4示出了导热材料通过连接部分连接到包围定子铁芯的外周部分的导热部分。在上述构造的情况下，超导线圈可以通过被低温生成器冷却的齿来冷却。另外，国际公报No. W0/2003/001127A1描述了一种蓄冷制冷机。所述蓄冷制冷机包括压力控制装置、膨胀/压缩单元以及蓄冷单元。压力控制装置具有压缩机、高压选择阀和低压选择阀。膨胀/压缩单元具有室温端部部分和低温端部部分。蓄冷单元具有室温端部部分和低温端部部分。蓄冷制冷机将热量传递到待冷却的目标。蓄冷制冷机将膨胀/压缩单元的低温端部部分联结到蓄冷单元的低温端部部分，并且所述蓄冷制冷机具有延伸到待冷却目标的工作气体通道。另外，脉管制冷机通常作为用于冷却传感器和半导体装置的冷却装置而起到重要作用。对于JP-A-2010-178517中描述的超导电机的情况，在现有技术中，在冷却超导线圈时，通过各种方法传递低温；然而，当使用固态导热材料冷却超导线圈时，每种导热材料的导热系数是有限的，所以，当热量通过具有有限长度的导热材料传递时，将产生与被传递的热量成比例的温差，因此难以提高冷却效率。由于这个原因，在提高超导线圈的冷却效率以便较早地冷却超导线圈从而较早地产生稳定的超导状态方面，存在改进的空间。另一方面，不考虑超导电机的负荷，为了确保超导电机的冷却性能，可以想到的是实施控制使得制冷机的制冷输出随着负荷而增加。然而，即使在这种情况下，在高负荷期间，或者在负荷急剧增加的过渡电机运转状态中，发生从制冷机的输出到超导线圈的传热的反应延迟，并且超导线圈的温度升高，所以仍然存在无法保持超导状态的可能性。例如，在车辆的车轮被超导电机驱动的情况下，当超导电机因为车辆的突然加速等变得过载或者高负荷时，超导线圈的温度可能升高，所以需要开发一种能够稳定地获得超导状态的装置。国际公报No. W0/2003/001127A1仅仅描述了一种蓄冷制冷机，但没有描述使用该制冷机来冷却超导电机的超导线圈。
技术实现思路
本专利技术有效地将超导电机的超导线圈冷却至期望的低温，即使在高负荷期间或者在过渡电机运转状态中，也有效地产生稳定的超导状态。本专利技术的一方面涉及一种超导电机。所述超导电机包括转子，所述转子被可旋转地布置；定子，所述定子布置在转子的径向方向上，以便面对所述转子；和制冷机，所述制冷机具有至少一根细管，低温制冷剂在所述细管的内部流动，其中所述定子具有定子芯和多个超导线圈，所述超导线圈卷绕在定子铁芯的径向端部部分处，并且所述超导线圈由超导线材材料形成，并且至少一根细管与超导线圈中的至少一个超导线圈和定子铁芯热接触。另外，在根据本专利技术的所述方面的超导电机中，定子铁芯可以具有环形后磁轭； 多个齿，所述齿从后磁轭的径向端部部分径向地突出；以及齿槽，所述齿槽中的每一个均设置在多个齿中的沿着定子的圆周方向毗邻的两个齿之间；超导线圈可以分别围绕齿卷绕； 至少一根细管可以具有延伸部分，所述延伸部分在齿槽中的对应的一个齿槽中沿着定子的轴向方向延伸，并且所述延伸部分可以与超导线圈中的至少一个超导线圈以及定子芯热接触。另外，在根据本专利技术的所述方面的超导电机中，定子芯可以具有环形后磁轭；多个齿，所述齿从后磁轭的径向端部部分径向地突出；和齿槽，所述齿槽中的每一个齿槽均设置在齿中的沿着定子的圆周方向毗邻的两个齿之间；超导线圈可以分别围绕齿卷绕；至少一根细管可以布置成与齿槽中的对应的一个齿槽的底部以及超导线圈中的至少一个超导线圈接触。另外，在根据本专利技术的所述方面的超导电机中，至少一根细管可以与多个齿中的至少一个齿热接触。另外，在根据本专利技术的所述方面的超导电机中，定子芯可以具有环形后磁轭；多个齿，所述齿从后磁轭的径向端部部分径向地突出；和齿槽，所述齿槽中的每一个齿槽均设置在齿中的沿着定子的圆周方向毗邻的两个齿之间；所述超导线圈可以分别围绕齿卷绕； 并且至少一根细管布置成不与后磁轭接触，并且布置成与齿中的至少一个齿以及在齿槽中的对应的一个齿槽中的超导线圈中的至少一个超导线圈热接触。另外，在根据本专利技术的所述方面的超导电机中，定子可以布置在转子的径向外侧上以便面对转子，定子芯可以具有环形后磁轭，多个齿，所述齿从后磁轭的内周端部部分径向地突出；和所述齿槽，所述齿槽中的每一个齿槽均设置在齿中的沿着定子的圆周方向毗邻的两个齿之间；所述至少一根细管可以具有曲折部分，所述曲折部分用作延伸部分，所述延伸部分在齿槽中的对应的一个齿槽中沿着定子的轴向方向延伸，并且朝向定子的外部径向地定向的所述曲折部分的外周边缘的至少一部分可以与齿槽中的对应的一个齿槽的底部接触。另外，在根据本专利技术的所述方面的超导电机中，树脂可以填充在齿槽中的至少一个齿槽中。另外，在根据本专利技术的所述方面的超导电机中，多个超导线圈中的每一个都可以具有两个线圈端部部分，所述线圈端部部分分别从定子芯的两个轴向端部表面轴向向外地突出，并且至少一根细管可以具有面对线圈端部的面对部分，所述面对线圈端部的面对部分布置成面对两个线圈端部部分中的至少一个线圈端部部分的轴向外端表面部分，并且与两个线圈端部部分中的至少一个线圈端部部分接触。利用根据本专利技术的所述方面的超导电机，为制冷机设置的并且低温制冷剂在其内部流动的至少一根细管与超导线圈中的至少一个超导线圈以及定子芯热接触，所以即使在高负荷期间或者在过渡电机运转状态中，也能够有效地将超导线圈冷却至期望的低温，并且有效地产生稳定的超导状态。附图说明下面将参照附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优势、以及在技术和工业上的意义，在这些附图中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中图1是示出了根据本专利技术的第一实施例的超导电机的轴向剖视图；图2是沿着图1中的线条II-II获得的放大剖视图；图3是示出了在所有细管成直线延伸的状态下在第一实施例中使用的制冷机的基本构造的视图；图4是沿着图3中的线条IV-IV获得的剖视图；图5是示出了根据不同于本专利技术的上述方面的比较性实施例的超导电机的轴向剖视图；图6是沿着图5中的线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷良治，大桥义正，奥村畅朗，石田贤司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：