[發明專利]超導對極往復發動機

無效

• 申請號: 200810080301.4
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101447726A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 陳巍;侯立新;張樹軍;張大平;張漢信
• 申請（專利權）人: 陳巍;侯立新
• 主分類號: H02K55/00
• 分類號: H02K55/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發動機，特別是涉及一種超導對極往復發動機。

背景技術

隨著技術的發展，超導在各領域得到了應用。所謂超導是超導體，超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻，電流流經超導體時就不發生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導線中流大的電流，從而產生超強磁場。如果能夠很好的利用這一原理制造超導發動機，將能夠利用很低的電壓產生很大的電流。

使用超導材料制作的線圈需要同時滿足一下三個條件：

1、超導繞組所處的溫度低于其超導臨界轉變溫度；

2、超導繞組通過的電流密度小于其所處溫度下的臨界電流密度；

3、超導繞組所處的磁場強度小于其在該溫度下的臨界磁場強度。

滿足以上條件的超導繞組，處于超導狀態，即繞組的電阻為0。這時的繞組通過很小的直流電壓，就可以產生很大的電流，并在繞組兩端產生極強的極性不變的磁場。通常磁場強度可達7T～30T左右，這樣的磁場強度大約是旋轉電動機內磁場強度的30倍以上。

在眾多的發動機中有類似的“超導活塞式發動機”，它的構思相對其它種類發動機相當新穎和先進；但它的超導磁體的二個磁極只用了一面，運動的驅動繞組的兩個磁極也只用了一面，相對利用率只是四分之一。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷和不足，本發明提出一種超導對極往復發動機，在同等條件下能夠充分利用超導繞組產生的兩個磁極及動子繞組的兩個磁極，有效的提高了功率。在同等體積情況下，和本發明的扭矩減小很多。

為了達到上述目的，本發明提出了一種超導往復發動機，其特征在于，包括：包括超導繞組和動子繞組；所述超導繞組表面呈弧形彎曲，其兩個磁極面都面向動子繞組的兩個磁極面；所述動子繞組表面呈弧形彎曲，其兩個磁極面都面向超導繞組的兩個磁極面；并對超導磁系統進行可靠的失超保護；

電氣控制系統，所述電氣控制系統電連接所述動子繞組，以向所述動子繞組輸入強弱、相位可變的交變電流；

曲柄連桿機構，所述曲柄連桿機構連接所述動子的芯，所述曲柄連桿機構用于將往復運動變為轉動以輸出動力。

作為上述技術方案的優選，所述超導繞組相對于動子繞組是固定的，由外部的鈦合金制成的杜瓦、內部的超導線材繞制的繞組及冷卻劑組成。

作為上述技術方案的優選，所述動子繞組的芯由導磁金屬制成，所述繞組由空心銅管或空心鋁管制成，所述繞組繞制于所述芯上，所述空心銅管或空心鋁管內設有散熱劑。

作為上述技術方案的優選，動子繞組的芯由導磁金屬制成，所述繞組由扁鋁線制成，所述人繞組繞制于所述芯上，所述繞組的每層之間通過絕緣材料架空并固定，以使動子在運動時排熱的空氣可由每層空間流過來進行強制散熱。

作為上述技術方案的優選，所述超導繞組的兩端面分別設有兩個突起以形成Y字形；所述動子繞組的兩端面分別設有兩個突起以形成Y字形，所述超導繞組與所述動子繞組的突起相對設置。

作為上述技術方案的優選，所述超導繞組的兩端面位于同一平面；所述動子繞組的兩端面位于同一平面。

作為上述技術方案的優選，所述超導繞組的兩個端面和動子繞組的兩個端面以一預定的仰角向各自的磁場延伸，以利于驅動繞組的行程較長。

本發明提出了一種超導對極往復發動機，主要根據超導線材制作的線圈在同時滿足了3個條件：1.超導繞組所處的溫度低于其超導臨界轉變溫度；2.超導繞組通過的電流密度小于其所處溫度下的臨界電流密度；3.超導繞組所處的磁場強度小于其在該溫度下的臨界磁場強度；滿足以上條件的超導繞組，處于超導態。即繞組的電阻為零，這時的繞組通以極小的直流電壓，即可產生極大的電流，并在繞組兩端產生極強的極性不變的磁場。通常磁場強度可達7T～30T左右，這樣的磁場強度大約是旋轉電動機內磁場強度的30倍以上。定子繞組固定不動，外形呈半園環型狀，線圈的兩個端面幾乎平行，兩個端面產生出的中心磁場極性不同，磁力線幾乎平行。運動的動子繞組同樣外形呈半園環型狀，動子繞組的兩個端面也幾乎平行。給動子繞組通以電流，根據安培定律：超導繞組與動子繞組的作用力F＝B·I·L；其中：作用力F的單位是牛；磁場強度的單位是特；電流的單位是安；動子繞組的線長是米。給動子繞組通入強弱、相位可變的交變電流，那么產生的作用力是雙方向的。使得動子在軌道中作直線往復運動，通過曲柄連桿機構轉變成旋轉運動輸出。本發明特別適合為艦艇、航空等領域提供大推重比高效動力。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例結構示意圖；