一種采用場冷超導永磁體的超導電機制造技術

本發明專利技術提供了一種采用場冷超導永磁體的超導電機，包括：真空罩殼、溫控模塊、導熱芯、超導永磁體、電樞和充磁模塊；導熱芯與溫控模塊連接，導熱芯與溫控模塊之間可傳遞熱量，溫控模塊用于通過導熱芯傳遞熱量，進而控制超導永磁體的溫度；導熱芯上順著圓周方向均布固定有偶數個超導永磁體；電樞與導熱芯同軸布置，電樞與導熱芯可繞軸向相對轉動；真空罩殼包覆于導熱芯和電樞的外部；充磁模塊設于真空罩殼的外側。本發明專利技術采用場冷磁化的方法，使超導永磁體捕獲強大的磁場，且不需要消耗電能維持磁場。超導永磁體可以作為電機的定子，也可以作為電機的轉子，相對于現有技術，本發明專利技術采用場冷超導永磁體的超導電機的性能大幅提高，能耗降低。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供了一種采用場冷超導永磁體的超導電機，包括：真空罩殼、溫控模塊、導熱芯、超導永磁體、電樞和充磁模塊；導熱芯與溫控模塊連接，導熱芯與溫控模塊之間可傳遞熱量，溫控模塊用于通過導熱芯傳遞熱量，進而控制超導永磁體的溫度；導熱芯上順著圓周方向均布固定有偶數個超導永磁體；電樞與導熱芯同軸布置，電樞與導熱芯可繞軸向相對轉動；真空罩殼包覆于導熱芯和電樞的外部；充磁模塊設于真空罩殼的外側。本專利技術采用場冷磁化的方法，使超導永磁體捕獲強大的磁場，且不需要消耗電能維持磁場。超導永磁體可以作為電機的定子，也可以作為電機的轉子，相對于現有技術，本專利技術采用場冷超導永磁體的超導電機的性能大幅提高，能耗降低。【專利說明】一種采用場冷超導永磁體的超導電機
本專利技術涉及超導電機
，具體涉及一種采用場冷超導永磁體的超導電機。
技術介紹
業內習知，電機是通過電和磁的相互作用驅動旋轉的。磁體磁感應強度越高，電機的驅動力越大，電機的性能越強。對于現有技術中的永磁電機，一般采用鐵氧體或稀土永磁體，其最大磁感應強度不超過1.5T。采用常規磁體需要消耗大量電能進行勵磁，這些電能最終以熱量的形式被消耗。采用脈沖磁化的超導塊材磁體，可以解決電能消耗的問題，但其最大捕獲磁場也不超過6T。電磁作用力的面密度與磁感應強度的平方成正比，上述電機除了需要采用電源維持磁場外，很難進一步提高磁場的強度。不難看出，現有技術還存在一定的缺陷。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種采用場冷超導永磁體的超導電機，采用場冷磁化的方法，使超導永磁體捕獲強大的磁場，且不需要消耗電能維持磁場。超導永磁體可以作為電機的定子，也可以作為電機的轉子，相對于現有技術，本專利技術采用場冷超導永磁體的超導電機的性能大幅提聞，能耗降低。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案:一種采用場冷超導永磁體的超導電機，包括:真空罩殼、溫控模塊、導熱芯、超導永磁體、電樞和充磁模塊；導熱芯與溫控模塊連接，導熱芯與溫控模塊之間可傳遞熱量，溫控模塊用于通過導熱芯傳遞熱量，進而控制超導永磁體的溫度；導熱芯上順著圓周方向均布固定有偶數個超導永磁體；電樞與導熱芯同軸布置，電樞與導熱芯可繞軸向相對轉動；真空罩殼包覆于導熱芯和電樞的外部；充磁模塊設于真空罩殼的外側。進一步的，所述超導永磁體為超導塊材。進一步的，所述超導永磁體為自身短路的超導線圈。進一步的，所述溫控模塊包括:制冷機、加熱器和溫度檢測單元；制冷機具有一個延伸至真空罩殼內部的連接部，連接部前端設有用于導熱的冷頭，連接部與冷頭外圍套設有一用于加固連接部與冷頭的中空管軸，中空管軸與連接部及冷頭之間具有間隙，冷頭與導熱芯連接，導熱芯與制冷機的冷頭之間可傳遞熱量；每個超導永磁體對應設置有一個加熱器，加熱器與導熱芯連接，導熱芯與加熱器之間可傳遞熱量，每個加熱器能獨立控制進行發熱；每個超導永磁體還對應設置有一個溫度檢測單元，溫度檢測單元與導熱芯連接，每個溫度檢測單元用于檢測與之對應的超導永磁體的溫度。進一步的，所述真空罩殼包括:軸承、內殼、外殼、真空閥門、真空接頭、密封圈、真空泵和充磁閥門；內殼呈圓桶狀，具有一個圓柱形的內側壁，內側壁的一端面為一個圓形的內底壁，內底壁中心設有內殼軸孔，內側壁的另一端面為開口 ；外殼呈圓桶狀，具有一個圓柱形的外側壁，且外側壁的內徑大于內側壁的外徑，外側壁的一端面為一個圓形的外底壁，外底壁中心設有外殼軸孔，外側壁的另一端面為開口 ；制冷機的中空管軸穿過外殼軸孔通過軸承與外殼旋轉連接，且中空管軸與外殼之間設有密封圈，用于確保連接氣密性；外側壁上設有充磁開口，充磁開口處固定有充磁閥門，充磁閥門朝外殼的一端為輸出端，充磁閥門背向外殼的一端為輸入端；充磁模塊設于充磁閥門的輸入端，充磁模塊與充磁閥門可分離設置；外殼套設于內殼之外，外殼的開口與內殼的開口相對設置，夕卜殼與內殼在軸向上滑動連接，外殼與內殼之間通過密封圈連接，密封圈用于確保連接氣密性；真空接頭設于外殼上，真空接頭通過真空閥門與真空泵連接，真空泵用于實現真空罩殼內部的真空；外殼、內殼及真空閥門三者組成一個內部真空的活動殼體。進一步的，所述充磁模塊包括一個能產生強磁場的超導線圈磁體和一個密封套；所述密封套用于與充磁閥門密封接合，密封套套設于超導線圈磁體外。進一步的，所述充磁模塊包括一個能產生強磁場的常規導線線圈磁體和一個密封套；所述密封套用于與充磁閥門密封接合，密封套套設于常規導線線圈磁體外。進一步的，所述導熱芯呈圓盤狀，導熱芯外圍順著圓周方向設有多個用于阻隔熱量傳遞的隔熱槽，隔熱槽將導熱芯的外圍分割成多個導熱單元，每個導熱單元上固定有一個超導永磁體以及與其對應的加熱器和溫度檢測單元，導熱芯作為電機的定子固定于真空罩殼中心，導熱芯與中空管軸剛性連接。進一步的，所述電樞包括:軸承、電樞鐵芯、電樞繞組和接電原件；電樞鐵芯呈圓桶狀，具有一個圓柱形的電樞側壁，電樞側壁的一端面為一個圓形的電樞底壁，電樞側壁的另一端面為開口，電樞側壁內側順著圓周方向均布有多個向徑向突出的極靴，電樞底壁中心設有沿軸向向外突出的電樞軸，電樞軸穿過內殼軸孔，電樞通過軸承與內殼旋轉連接，且電樞與內殼之間設有密封圈，用于保證電樞與內殼之間相對轉動的密封性；電樞繞組由導線繞極靴繞制而成，每個極靴上均繞設有電樞繞組；接電原件與電樞繞組電連接，接電原件用于將外部電流接入電樞繞組；電樞側壁套設于導熱芯的外圍，使導熱芯上的超導永磁體正對于電樞上的電樞繞組，且超導永磁體與電樞繞組之間具有間隙；電樞作為電機的轉子。進一步的，所述導熱芯呈圓桶狀，具有一個圓柱形的導熱芯側壁，導熱芯側壁的一端面為一個圓形的導熱芯底壁，導熱芯側壁的另一端面為開口，導熱芯側壁的內側順著圓周方向設有多個用于阻隔熱量傳遞的隔熱槽，隔熱槽將導熱芯側壁的內側分割成多個導熱單元，每個導熱單元上固定有一個超導永磁體以及與其對應的加熱器和溫度檢測單元，導熱芯作為電機的定子固定于真空罩殼的內部，導熱芯與中空管軸剛性連接。進一步的，所述電樞包括:軸承、電樞鐵芯、電樞繞組和接電原件；電樞鐵芯呈圓盤狀，電樞外圍順著圓周方向均布有多個向徑向突出的極靴，電樞中心設有沿軸向向外突出的電樞軸，電樞軸穿過內殼軸孔，電樞通過軸承與內殼旋轉連接，且電樞與內殼之間設有密封圈，用于保證電樞與內殼之間相對轉動的密封性；電樞繞組由導線繞極靴繞制而成，每個極靴上均繞設有電樞繞組；接電原件與電樞繞組電連接，接電原件用于將外部電流接入電樞繞組；導熱芯側壁套設于電樞的外圍，使導熱芯上的超導永磁體正對于電樞上的電樞繞組，且超導永磁體與電樞繞組之間具有間隙；電樞作為電機的轉子。進一步的，所述導熱芯呈圓盤狀，導熱芯外圍順著圓周方向設有多個用于阻隔熱量傳遞的隔熱槽，隔熱槽將導熱芯的外圍分割成多個導熱單元，每個導熱單元上固定有一個超導永磁體以及與其對應的加熱器和溫度檢測單元，導熱芯作為電機的轉子。進一步的，所述電樞包括:電樞鐵芯、電樞繞組和接電原件；電樞鐵芯呈圓環狀，電樞的內壁順著圓周方向均布有多個向徑向突出的極靴，電樞鐵芯與內殼剛性連接；電樞繞組由導線繞極靴繞制而成，每個極靴上均繞設有電樞繞組；接電原件與電樞繞組電連接，接電原件用于將外部電流接入電樞繞組；電樞套設于導熱芯的外圍，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用場冷超導永磁體的超導電機，其特征在于，包括：真空罩殼、溫控模塊、導熱芯、超導永磁體、電樞和充磁模塊；導熱芯與溫控模塊連接，導熱芯與溫控模塊之間可傳遞熱量，溫控模塊用于通過導熱芯傳遞熱量，進而控制超導永磁體的溫度；導熱芯上順著圓周方向均布固定有偶數個超導永磁體；電樞與導熱芯同軸布置，電樞與導熱芯可繞軸向相對轉動；真空罩殼包覆于導熱芯和電樞的外部；充磁模塊設于真空罩殼的外側。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林群煦，王衛軍，申東翼，謝占功，林寧，顧星，邵明磊，楊澤國，
申請(專利權)人：廣州中國科學院先進技術研究所，
類型：發明
國別省市：廣東;44