[發(fā)明專利]一種直線牽引用高溫超導(dǎo)直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610122107.2
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105680667A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬光同;李興田;張涵;楊晨;張衛(wèi)華;王志濤;龔天勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;H02K55/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出一種直線電機(jī)驅(qū)動裝置，特別是涉及一種直線牽引用高溫超導(dǎo) 直線電機(jī)驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動裝置依靠初級三相繞組產(chǎn)生行波磁場，在次級中感應(yīng)出 電流，進(jìn)而電機(jī)就會在安培力的作用下作直線運(yùn)動，從而無需中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)就 可以直接產(chǎn)生推力，這就使得它在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域比傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)更有優(yōu)勢。因 此自從1845年惠斯登發(fā)明第一臺直線電機(jī)以來，人們就對它另眼相看。特別 是高溫超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)以后，直線電機(jī)的發(fā)展就進(jìn)入了新的階段。隨著超導(dǎo)材料制 備技術(shù)的不斷改善，高溫超導(dǎo)體的性能不斷提高，成本也顯著下降，這更一步 促進(jìn)了超導(dǎo)直線電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用。

同時，隨著社會的發(fā)展和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)群托实确矫嬉蟮奶岣撸? 傳統(tǒng)直線感應(yīng)電機(jī)氣隙小、損耗大、推力小等方面的缺點(diǎn)日益突出。由于超導(dǎo) 材料的電阻率比普通金屬小的多，在相同的條件下可以感應(yīng)出更大的電流，進(jìn) 而產(chǎn)生更大的推力，非常適合于直線牽引中需要大氣隙、強(qiáng)推力的場合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服以上缺陷，提供一種推力密度高，電能損耗小， 帶負(fù)載能力強(qiáng)，運(yùn)行速度快及次級繞組為餅式跑道型高溫超導(dǎo)線圈結(jié)構(gòu)的軌道 直線牽引用高溫超導(dǎo)直線電機(jī)驅(qū)動裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種直線牽引用高溫超導(dǎo)直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動裝置，包括傳統(tǒng)初級2和置于 其上部的次級；初級2由傳統(tǒng)初級鐵芯202和三相對稱繞組201構(gòu)成。由次級 鐵芯101和次級繞組構(gòu)成次級組件1；作為次級繞組的高溫超導(dǎo)線圈102置于 次級鐵芯101中且繞組按照相同間隔排列。各高溫超導(dǎo)線圈102為閉合線圈， 單獨(dú)固定在次級鐵芯101磁軛槽中；高溫超導(dǎo)線圈102為餅式結(jié)構(gòu),并具有跑 道型截面；所述次級組件置于低溫容器3中,次級鐵芯101的底部平面與初級鐵 芯上表面202之間具有氣隙4。

進(jìn)一步地，所述次級鐵芯101采用高導(dǎo)磁率和高電導(dǎo)率軟鐵整塊加工制得。

所述高溫超導(dǎo)線圈由高溫超導(dǎo)帶材繞制而成。

所述低溫容器3通過冷卻液進(jìn)出口303和冷卻液進(jìn)口閥門305與冷卻設(shè)備 304相連，冷卻液出口閥門306進(jìn)行液氮回收，排氣口302進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)。

所述位于次級鐵芯101的底部平面與初級鐵芯上表面202間的氣隙4不產(chǎn) 生意外接觸的安全高度為10～20mm。

本發(fā)明提出的牽引用高溫超導(dǎo)直線電機(jī)驅(qū)動裝置的優(yōu)點(diǎn)是：在結(jié)構(gòu)上，本 發(fā)明將高溫超導(dǎo)線圈用于高溫超導(dǎo)直線電機(jī)次級，可以利用超導(dǎo)線圈電阻趨近 于零的優(yōu)勢，感應(yīng)出遠(yuǎn)大于常規(guī)線圈的電流，提高直線電機(jī)的電磁推力，最大 限度發(fā)揮其優(yōu)越的電磁特性；由于電磁驅(qū)動力與次級感應(yīng)電流的大小成正比， 商業(yè)軟鐵高磁導(dǎo)率和高電導(dǎo)率的特性都可以得到充分利用，采用整塊軟鐵進(jìn)行 加工，同時也避免超導(dǎo)帶材處于垂直磁場中引起超導(dǎo)性能的衰減。按照這種方 法制作的電機(jī)具有體積小，重量輕，效率高，推力大的優(yōu)勢，同時可靠性和壽 命大為提高，可以廣泛應(yīng)用在貨物分揀系統(tǒng)、直線感應(yīng)門、車床、列車、地鐵 等方面。

附圖說明

圖1直線牽引用直線電機(jī)總圖；

圖2直線牽引用高溫超導(dǎo)直線電機(jī)驅(qū)動裝置的二維正視圖；

圖3直線牽引用高溫超導(dǎo)直線電機(jī)驅(qū)動裝置的斜二等軸測圖；

圖4次級組件的斜二等軸測圖；

圖5初級組件的斜二等軸測圖；

圖6高溫超導(dǎo)線圈斜二等軸測圖；

圖7超導(dǎo)冷卻系統(tǒng)、高溫超導(dǎo)線圈及次級鐵芯示意圖。

次級鐵芯101、高溫超導(dǎo)線圈102、低溫容器壁301、排氣孔302、初級繞 組201、初級鐵芯202、氣隙4、冷卻液進(jìn)出管303、低溫冷卻系統(tǒng)304、冷卻液 進(jìn)口閥門305、冷卻液出口閥門306。

具體實施方式

下面將結(jié)合實例參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)講解。

參照圖2和圖7，一種直線牽引用高溫超導(dǎo)直線電機(jī)驅(qū)動裝置，有初級組件、 次級組件和冷卻系統(tǒng)(冷卻液進(jìn)出口303、低溫容器3、放氣孔302、冷卻設(shè)備 304、冷卻液進(jìn)管閥門305和冷卻液出口閥門306)組成。