[發明專利]混合型高溫超導直線磁浮同步電動機

有效

• 申請號: 200910312907.0
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101741276A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 金建勛;鄭陸海
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N15/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓洋;吳彥峰

技術領域

本發明涉及直線同步電動機，特別是利用高溫超導線圈和高溫超導塊材磁懸浮的混合型 直線同步電動機，該電動機可廣泛應用于交通運輸，如磁浮列車，特別是應用于飛機的電磁 彈射、航天器的磁浮發射等。

背景技術

目前，常規單邊型和雙邊型直線電動機在一些領域已經得到了較廣泛應用。其中單邊型 直線電動機由于電機初級和次級之間有較大的法向吸引力，因此在電機兩側需要輔助滑軌用 于電機動子的支撐、定位和導向，因此不可避免地帶來滑動摩擦力，增加了系統的損耗。同 樣，雙邊型直線電動機也需要輔助滑軌用于動子的定位、支撐和導向，隨之也帶來了相應的 滑動摩擦。

在一些特殊應用場合(如航空母艦上的飛機電磁彈射系統)，為了達到所需要的推力， 常規直線感應電動機和永磁直線同步電動機受自身材料性能的限制，需要做得非常龐大，使 得電機損耗劇增，體積和重量超過應用場合所能承受的限度，限制了電機實際應用可行性。

為此，現有技術中出現了利用磁懸浮技術的直線電動機，如中國發明專利申請 CN101478272A中公開了一種直線感應斥浮電動機，包括動子鐵心、定子基座、定子繞組、懸 浮永磁體以及激勵繞組，定子繞組設置在定子基座的上端驅動所述的動子鐵心轉動，懸浮永 磁體與所述的激勵繞組相對設置，其中懸浮永磁體設置在動子上，激勵繞組設置在定子基座 上，懸浮永磁體為水平和垂直布置的列陣永磁體，且與磁力繞組相對一側的磁場強度高于永 磁體另一側的磁場強度。新裝置將Halbach陣列永磁體安裝在動子上，與定子基座上的激勵 繞組在運動過程中形成斥浮力，使動子懸浮實現無接觸、無摩擦，在牽引力作用下達到高速 運行。采用單邊長初級直線感應電機提供推力，解決了磁懸浮發射中，運動部分不易提供電 源的問題。

在磁懸浮列車應用方面，目前有應用高溫超導線圈磁體作為直線電機次級并同時用于懸 浮導向的超導直線電動機用于列車的推進。但在實際應用中存在的缺點是，在列車處于靜止 或低速行駛時，列車無懸浮導向力或懸浮力小得不足于浮起車體，因此需要輔助的滑輪系統 用于列車的支撐與低速行駛。這增加了磁懸浮列車系統和軌道系統設計的復雜度和實際運行 的穩定性。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種由采用高溫超導線圈的高溫超導直線 同步電動機和采用高溫超導塊材磁體的高溫超導磁懸浮機構組成的混合型高溫超導直線懸浮 同步電動機，以提高直線電機的推力、速度、效率等綜合性能，消除滑動摩擦力、降低能耗 、減小直線電動機的體積和重量等。

本發明的技術方案如下：

一種混合型高溫超導直線磁浮同步電動機，包括由安裝在機架上的雙邊定子和位于定子 之間的高溫超導線圈動子組成的高溫超導直線同步電動機，雙邊定子關于高溫超導線圈動子 對稱，其特征在于，該電動機還包括永磁軌道定子和位于永磁軌道定子上方的高溫超導塊材 磁體懸浮動子，高溫超導線圈動子安裝在高溫超導塊材懸浮動子上方，高溫超導線圈通過電 流引線連接到供電裝置。

本發明的附加技術方案如下：

優選地，所述的供電裝置包括在高溫超導線圈動子頂部固定的動子托架，托架上安裝有 給高溫超導線圈提供直流電源的電刷，與電刷接觸的電極端子通過連接件固定在機架上；電 刷有兩個端子，分別接由直流電源供電的正負電極端子。高溫超導直線同步電動機的定子作 初級，采用三相繞組結構。

優選地，為高溫超導線圈提供三相交流電，所述的電刷結構有三個端子，分別接由三相 交流電源供電的三個電極端子。高溫超導直線同步電動機定子作次級，采用常規永磁體或電 磁體結構。

優選地，所述的高溫超導線圈采用直流電源供電，供電裝置是安裝在懸浮動子上的車載 直流電源。

優選地，所述的高溫超導線圈采用三相電源供電，供電裝置是安裝在懸浮動子上的車載 三相電源。

優選地，所述的供電裝置包括一個充電接口和一個切換開關，在充電狀態下，充電接口 與外部電源連接，在充電結束后，充電接口與外部電源斷開，切換開關閉合，連通充電接口 ，高溫超導線圈形成一個閉合環路，從而得到高溫超導線圈永久磁體。高溫超導直線同步電 動機的定子作初級，采用三相繞組結構。