超导磁力平衡器及磁力平衡的发电机制造技术

本发明专利技术涉及一种超导磁力平衡器及磁力平衡的发电机。超导磁力平衡器主要包括冷媒容器、高温超导体和磁铁，高温超导体有两个或两个以上，磁铁有两个或两个以上；高温超导体对称或平均分布在定子上，磁铁对称或平均分布在转子上，或者，高温超导体对称或平均分布在转子上，磁铁对称或平均分布在定子上。利用超导磁力平衡器的超导体与磁场斥力去平衡发电机的定-转子吸力，可大大减小发电机的能耗，使发电机的效率大于1成为现实。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自由能源及电机领域，特别是一种超导磁力平衡器及磁力平衡的发电机。
技术介绍
1821年法拉第发现通电导线能绕永久磁铁旋转，专利技术了永磁电机。1857年英国的惠斯通用电磁铁代替永久磁铁，专利技术了电励磁方式，开创了电励磁电机的新纪元。但以上电机都只是能量转换的工具。现有的发电机的基本原理都是导体切割磁力线而感应电动势并产生电流，导体切割磁力线的过程需要消耗足够的机械能，以克服装嵌导体的软铁与磁铁之间的吸力。只要仔细地去观察，我们会发现一个有趣的现象:磁场的吸力效应并不能简单地用经典力学去解释，在不考虑磨擦力的前提下，若按照经典力学，转子铁被吸往定子磁铁的力与转子铁离开定子磁铁的所需克服的力应该是方向相反、大小相等的，但实际上，这对看似大小相等的力却是无法自己相互抵消的，因此发电机切割磁力线需要消耗大量的动能。然而，这对方向相反、大小相等的吸力虽然不能自己相互抵消，却可以用一对方向相反、大小相等的超导体与磁场的斥力将其抵消。本专利技术利用一对方向相反、大小相等的超导体与磁场斥力去平衡一对方向相反、大小相等的磁场吸力的原理，为发电机提供一种可以抵消特定拓扑结构的定子与转子之间吸力的超导磁力平衡器及建立在此基础上的磁力平衡的发电机，可以大大减少机械能的消耗，使发电机的效率大于1，甚至可以不再依靠外部动力而可以自行发电。
技术实现思路
本专利技术是这样实现的:一种超导磁力平衡器，主要包括冷媒容器、高温超导体(2)和磁铁，其特征是:高温超导体有两个或两个以上，磁铁有两个或两个以上；高温超导体对称或平均分布在定子上，磁铁对称或平均分布在转子上，或者，高温超导体对称或平均分布在转子上，磁铁对称或平均分布在定子上；冷媒容器为隔热杜瓦瓶(1)，高温超导体设在隔热杜瓦瓶中，用冷媒直接浸泡高温超导体，或者，冷媒容器为非隔热容器(16)，高温超导体设在非隔热容器的外部，通过非隔热容器的金属外壳或支承构件冷却高温超导体。所述超导磁力平衡器为凸极式超导磁力平器或盘式超导磁力平衡器。凸极式超导磁力平器的高温超导体和磁铁径向分布，磁极方向为径向，盘式超导磁力平衡器的高温超导体和磁铁轴向分布，磁极方向为轴向。所述磁铁为永磁体(6)和/或电磁铁和/或高温超导电磁铁。一种基于超导磁力平衡器的组合式发电机，由超导磁力平衡器和发电机组成，其特征是超导磁力平衡器与发电机共轴，用超导磁力平衡器的定-转子之间的斥力去平衡发电机的定-转子之间的吸力；发电机为无刷发电机或有刷发电机，其中，无刷发电机由主发电机和励磁发电机组成，主发电机与励磁发电机的定-转子磁极数之比相同。超导磁力平衡器产生的斥力与与发电机产生的吸力同步发生、波形相似、方向相反、大小相近。要达到斥力与吸力相互抵消的目的，超导磁力平衡器的高温超导体与磁铁数量之比要与发电机的定-转子磁极数量之比相同或能使吸力与斥力可以同时产生、同步增强、同步减弱。如:发电机是6/4极的，与之匹配的超导磁力平衡器的高温超导体数量与磁铁数量之比是6: 4或4: 6;发电机是6/6极的，与之匹配的超导磁力平衡器的高温超导体数量与磁铁数量之比是6: 6或6: 2或2: 6。一般情况下，凸极式超导磁力平器与凸极式发电机相匹配，盘式超导磁力平衡器与盘式发电机相匹配。一种基于超导磁力平衡器的整体式发电机，主要包括高温超导体、冷媒容器、磁铁和电枢，其特征是冷媒容器及高温超导体设在定子电枢铁芯的内侧或转子电枢铁芯的外侦牝高温超导体与电枢绕组相间而设；冷媒容器为隔热杜瓦瓶，高温超导体设在隔热杜瓦瓶中，或者，冷媒容器为非隔热容器，高温超导体设在非隔热容器的外表，非隔热容器与电枢铁芯之间设有真空隔热层；磁铁与高温超导体相斥的同时，磁铁与电枢同步相吸。所述超导磁力平衡器为电励式超导磁力平衡器或混励式超导磁力平衡器或永磁式超导磁力平衡器。电励式超导磁力平衡器的磁铁为电磁铁或高温超导电磁铁，混励式超导磁力平衡器中既有永磁体又有电磁铁或高温超导电磁铁，而永磁式超导磁力平衡器的磁铁为永磁体。所述永磁体为钕铁硼永磁体或镨铁硼永磁体或衫钴永磁体或铁氧体永磁体或招镍钴永磁体。所述高温超导电磁铁由高温超导绕组与非铁磁性支承构件组成，或者，高温超导电磁铁由高温超导绕组与软磁氟树脂支承构件组成，或者，高温超导电磁铁由高温超导绕组、非铁磁性支承构件和软磁氟树脂铁芯组成。非铁磁性支承构件用耐低温的非铁磁性材料制成，如不锈钢。高温超导绕组由高温超导线材或带材绕制而成。若在支承构件内加入软磁氟树脂铁芯，可减少高温超导材料的用量，可以降低材料成本，但会增加制冷成本，然而两者相较，在支承构件中加入铁芯，仍有其可取之处。铁芯与极靴做成一个整体，或两者分别设置。所述软磁氟树脂由软磁材料粉末与氟树脂混合而成，用注塑成型或挤压成型或热压成型或冷压与烧结相结合的方法制成所需的形状，或者，用注塑压缩成型机成型，以使材料中的软磁材料粉末按一定的方向取向。在软磁材料与氟树脂的混合配比中，软磁材料粉末一般占25%至65%，其余为氟树脂。所述氟树脂为聚四氟乙烯(PTFE)或聚三氟氯乙烯(PCTFE)或聚偏氟乙烯(PVDF)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)或乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)或聚氟乙烯(PVF)或新华尔氟龙或四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物或氟塑料46或偏氟乙烯-六氟异丁烯共聚物或四氟乙烯-全氟(乙烯基多烷氧基磺酸基)醚共聚物等等，属热塑性树月旨。其中聚四氟乙烯能耐受零下250度的低温，在高温下也不与强酸/强碱和强氧化剂超作用，自润滑性好，被誉为“树脂王”。聚四氟乙烯的主要缺点是有冷流性，在负荷和高速条件下尺寸不稳定，耐辐照性和加工性不好，刚性/耐磨和压缩性较差，需添加硫化钥/青铜粉等填料改性。可熔性聚四氟乙烯不仅具有聚四氟乙烯的原有特性，而且高温机械性能和加工性能在为改善。氟树脂多数可用一般热塑性树脂的成型方法加工成各种制件。唯聚四氟乙烯因熔融粘度高达10 IOPa.s不能流动，难用一般方法加工，需用类似于粉末冶金法:冷压与烧结相结合的方法加工，即先在模具内以20 30MPa压力冷压成型后，于370 380°C烧结。所述软磁材料粉末为纯铁粉或低碳钢粉或铁招系合金粉或铁娃招系合金粉或铁钴系合金粉或超微晶软磁合金粉或软磁铁氧体粉或硅钢粉或坡莫合金粉或非晶合金粉或波明德合金粉，或者是上述两种以上的软磁材料粉的混合粉。所述高温超导体为高温超导块或高温超导片或高温超导膜，或者，高温超导体是由高温超导片材或膜材与基材复合而成的双层复合板或三层复合板。由于高温超导体成本较高，为了使高温超导体既有足够的硬度，又能降低制造成本，于是采用高温超导材料与基材复合的办法制造。三层高温超导复合板中，高温超导片材或膜材设为中间夹层、基材设为表层，或者，高温超导片材或膜材设为表层、基材设为中间夹层。基材的选择上要求成本低，有足够的硬度和良好的导热性，在低温条件下不易脆裂，温差变化时的伸缩度与高温超导材料接近，非铁磁性材料和铁磁性材料均可采用，如不锈钢。所述高温超导块、高温超导片、高温超导膜、高温超导线材或带材(HTS)由MgB2或镧钡铜氧体或钇钡钙铜氧体或铋锶钙铜氧体或钇钡铜氧体或铊钡钙铜氧体或铅锶钇铜氧体或钡钾·铋氧体或钕铈铜氧体或铁基超导体或Bi2212或Bi2223或Re本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导磁力平衡器，主要包括冷媒容器、高温超导体(2)和磁铁，其特征是：高温超导体有两个或两个以上，磁铁有两个或两个以上；高温超导体对称或平均分布在定子上，磁铁对称或平均分布在转子上，或者，高温超导体对称或平均分布在转子上，磁铁对称或平均分布在定子上；冷媒容器为隔热杜瓦瓶(1)或非隔热容器(16)，高温超导体设在隔热杜瓦瓶中，用冷媒直接浸泡高温超导体，或者，高温超导体设在非隔热容器的外部，通过非隔热容器的金属外壳或支承构件冷却高温超导体。

【技术特征摘要】
1.一种超导磁力平衡器，主要包括冷媒容器、高温超导体(2)和磁铁，其特征是:高温超导体有两个或两个以上，磁铁有两个或两个以上；高温超导体对称或平均分布在定子上，磁铁对称或平均分布在转子上，或者，高温超导体对称或平均分布在转子上，磁铁对称或平均分布在定子上；冷媒容器为隔热杜瓦瓶(I)或非隔热容器(16)，高温超导体设在隔热杜瓦瓶中，用冷媒直接浸泡高温超导体，或者，高温超导体设在非隔热容器的外部，通过非隔热容器的金属外壳或支承构件冷却高温超导体。2.根据权利要求1所述一种超导磁力平衡器，其特征是:所述超导磁力平衡器为凸极式超导磁力平器或盘式超导磁力平衡器。3.根据权利要求1所述一种超导磁力平衡器，其特征是:所述磁铁为永磁体(6)和/或电磁铁和/或闻温超导电磁铁。4.根据权利要求3所述一种超导磁力平衡器，其特征是:所述永磁体为钕铁硼永磁体或镨铁硼永磁体或钐钴永磁体或铁氧体永磁体或铝镍钴永磁体；所述高温超导电磁铁由高温超导绕组与非铁磁性支承构件组成，或者，高温超导电磁铁由高温超导绕组与软磁氟树脂支承构件组成，或者，高温超导电磁铁由高温超导绕组、非铁磁性支承构件和软磁氟树脂铁芯组成；高温超导绕组由高温超导线材或带材绕制而成。5.根据权利要求1所述一种超导磁力平衡器，其特征是:所述超导磁力平衡器为电励式超导磁力平衡器或混励式超导磁力平衡器或永磁式超导磁力平衡器。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵祥，
申请(专利权)人：李贵祥，
类型：发明
国别省市：