[實用新型]一種超導單相多極開關磁阻電機

有效

• 申請號: 201621034297.4
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN206932147U
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 石昊生;石云艾
• 申請（專利權）人: 石昊生
• 主分類號: H02K55/02
• 分類號: H02K55/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 奚華保

技術領域：

本實用新型涉及一種電機，特別涉及一種超導單相多極開關磁阻電機。

背景技術：

現有的超導電機，大多是由常規的交、直流電機改造而來的。由于常規的交、直流電機定、轉子上都有繞組，要把定、轉子繞組同時改成超導繞組，不但成本高，而且技術難度也很大。所以，現有的超導電機，絕大多數只在定子勵磁系統采用超導勵磁，而轉子繞組仍為常規繞組。也就是說現有的超導電機基本上屬于半超導電機。又由于常規的交、直流電機，勵磁所消耗的能量，只占整臺電機消耗能量很小一部分，而主要能量是消耗在電框繞組中。所以這種采用超導勵磁的半超導電機，節能不多。正是因為這種半超導電機節能有限，一直沒有得到普及應用。

中國專利CN 101976924 B公開了一種單相多極開關磁阻電機，包括轉子和定子，定子包括定子磁極和勵磁線圈，轉子包括轉子鐵芯和轉子磁極，轉子磁極套設在轉子鐵芯上，定子磁極位于轉子磁極的外部，定子磁極和勵磁線圈固設在電機外殼內。勵磁線圈只要一通電，所有的定子磁極和轉子磁極都產生電磁轉矩，從而使電機轉動。但這種電機因沒有采用超導線圈，耗能相對還是比較高的。

發明內容：

為了解決上述現有技術中的問題。本實用新型的目的在于提供一種超導單相多極開關磁阻電機，只采用一個環形超導線圈、而無其他常規繞組和永磁體的高效全超導電機。

本實用新型為實現其目的所采取的技術方案：一種超導單相多極開關磁阻電機，包括定子、轉子、左端蓋、右端蓋和電機控制器，所述定子包括機殼和位于機殼中部的環形杜瓦瓶，以及均布于環形杜瓦瓶左右兩側機殼內圓的定子左磁極和定子右磁極；所述定子左磁極和定子右磁極兩兩相對在同一軸向直線上；所述轉子包括轉軸和固定于轉軸上的轉子鐵芯，以及與鐵芯連為一體且與定子左、右磁極相對應的轉子左磁極和轉子右磁極；所述轉子左、右磁極和定子左、右磁極為極數相等的雙凸極結構；所述環形杜瓦瓶的內膽中設環形超導勵磁線圈；所述轉子鐵芯貫穿于環形杜瓦瓶，轉子鐵芯中部位于環形杜瓦瓶的環形圈內；所述電機控制器的信號輸入端連接位置傳感器，電機控制器的輸出端通過電子開關與環形超導勵磁線圈相連。

所述位置傳感器由光偶和遮光片構成；所述光偶呈槽形結構，固定在電機非輸出端的端蓋上；遮光片固定在電機非輸出端的轉軸上，所述遮光片的齒、槽個數與磁極的齒、槽個數相對應，轉軸旋轉時遮光片從光偶的槽中穿過。

當所述機殼固定，所述形環杜瓦瓶固定在機殼內，所述轉子自由轉動，則構成內轉子電機；當所述轉子固定，且所述環形杜瓦瓶固定在轉子上，所述機殼和固定在機殼內的定子左磁極和定子右磁極自由轉動，則構成外轉子電機。

所述左端蓋和右端蓋采用非磁性材料，所述定子、轉子采用常規導磁材料制成，也可采用SMC軟磁材料熱壓成型；所述杜瓦瓶采用非金屬材料，也可采用電阻大的不銹鋼材料。

環形杜瓦瓶的內膽設置一只環形超導線圈，轉子從內孔中穿過。在鐵芯不飽和的情況下，大量的磁通會從鐵芯中走，而超導線旁只會有極少量的漏磁通。這就能有效保護超導狀態不被破壞。即使在脈沖狀態下工作，超導線圈也只會有極微弱的發熱。

本實用新型把單相多極開關磁阻電機的常規繞組改成了超導繞組，所以效率更高。由于磁阻電機是由線圈勵磁使定、轉子磁極磁化，產生磁場吸力而工作的。而本實用新型由于把一只常規環形繞組改成了環形超導線圈（電阻R=0），而定、轉子磁極又是極數相等的雙凸極結構，一通電，所有的磁極能同時產生作用力，所以，只要在規定的角度開通和關斷電源，使超導線圈間斷產生磁場，電機便在耗能極少的情況下，向外輸出巨大的動力。

附圖說明：

圖1為本實用新型超導單相多極開關磁阻電機的主視剖視圖；

圖2為電機順時針方向旋轉時，開通角定、轉子磁極相互位置圖；

圖3為電機斷電時定、轉子磁極相互位置圖；

圖4為電機反時針方向旋轉時，開通角定、轉子磁極相互位置圖，

圖5為位置傳感器在電機端部安裝結構主視圖；

圖6為位置傳感器在電機端部安裝結構側視圖；

圖7為本實用新型的控制電路框圖。

圖中：1、左端蓋，2、機殼，3、轉子左磁極， 4、定子左磁極，5、環形杜瓦瓶，6、超導勵磁線圈，7、定子右磁極，8、轉子右磁極，9、右端蓋，10、轉軸，11、光偶，12、遮光片，13、電機控制器，14、電子開關。

具體實施方式：

為了進一步闡述本實用新型，下面結合實施例，對超導單相多極開關磁阻電機進行更詳細地說明。