[發明專利]一種盤式全超導電機

在審

• 申請號: 201911312708.X
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111030401A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 裴瑞琳;高凌宇
• 申請（專利權）人: 蘇州英磁新能源科技有限公司
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K3/28;H02K1/20;H02K1/16;H02K1/27;H02K1/32
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 王佳妮

一種盤式全超導電機，設有一組轉子，轉子采取非徑向充磁結構，兩個對應設置的轉子充磁方向不同，磁極相反，兩個轉子之間依次設有第一定子定位板、第一定子冷卻通路、定子集中式跑道繞組、第二定子冷卻通路和第二定子定位板，定子集中式跑道繞組和第二定子冷卻通路之間設置有勵磁鐵芯陣列，定子集中式跑道繞組的結構與勵磁鐵芯陣列的結構對應配合設置。使用時，取消了定子磁軛的設計，可以使得定子磁場沿軸向無旋轉變化，同時轉子表面貼附超導體釔鋇銅氧塊，通過布設在水道內的液態氮直接進行冷卻，定子集中式跑道繞組由超導釔鋇銅氧帶材繞包而成，大幅度降低鐵芯損耗，提升電機效率和出力。

技術領域

本發明主要涉及盤式電機的技術領域，特別涉及一種盤式全超導電機，尤其涉及一種盤式定轉子全超導電機。

背景技術

目前主流驅動電機設計越來越向著高密度化的趨勢發展，功率密度也逐年有所攀升，較高功率密度的筒式電機將越來越難以滿足高密度化的開發需求。

傳統永磁盤式電機的磁路結構為：磁感線從表貼式轉子N極磁鋼發出，經過氣隙穿過定子勵磁鐵芯，磁路在定子軛部產生旋轉，在翻折后經由相鄰定子齒部勵磁鐵芯通過氣隙后返回轉子相鄰磁鋼的S極。

傳統的超導電機均為傳統的筒式構型，這種超導電機的構型與電機的發展趨勢相差甚遠，超導電機的功率密度及轉矩密度經常由于其本身系統的低密度化而難以得到提升。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種盤式全超導電機，消除了定子勵磁鐵芯軛部的設計，可以使得定子磁場沿軸向無旋轉變化，磁場更加均勻，同時轉子表貼有不同高度的釔鋇銅氧塊材，使氣隙磁密較傳統充磁方法有大幅度提高，提升電機效率和出力。

本發明的目的可以通過下述技術方案來實現：一種盤式全超導電機，包括殼體，其特征在于，殼體內設有一組對應設置的轉子，轉子采取非徑向充磁結構，兩個對應設置的轉子充磁方向不同，磁極相反，兩個轉子之間依次設有第一定子定位板、第一定子冷卻通路、定子集中式跑道繞組、第二定子冷卻通路和第二定子定位板，定子集中式跑道繞組和第二定子冷卻通路之間設置有勵磁鐵芯陣列，定子集中式跑道繞組的結構與勵磁鐵芯陣列的結構對應配合設置，定子集中式跑道繞組的結構與勵磁鐵芯陣列的結構之間通過第一、第二定子定位板進行固定，第一、第二定子冷卻通路的設置位置與定子集中式跑道繞組和兩個轉子的位置相對應，對轉子和定子集中式跑道繞組的材料進行降溫。

優選的，勵磁鐵芯陣列包括若干個沿圓周均勻分布的若干個勵磁鐵芯，每個勵磁鐵芯的兩側邊分別設有繞組設置槽，定子集中式跑道繞組一一繞設于勵磁鐵芯上，勵磁鐵芯采用定子極靴的結構形狀，定子極靴的厚度為4-12mm，相鄰的定子極靴之間設有間隙。

進一步，轉子表面貼敷有若干塊釔鋇銅氧塊材，轉子上設有若干條沿轉子半徑均勻布設的水道，水道的位置與釔鋇銅氧塊材的位置相對應。

更進一步，釔鋇銅氧塊材的形狀為圓柱形，其直徑為8-25mm，相鄰的釔鋇銅氧塊的高度不同，根據高度分為最高、居中和最低三種釔鋇銅氧塊，最高的四塊釔鋇銅氧塊作為磁鋼，充磁方向為豎直向上或向下，居中和最低的釔鋇銅氧塊分布于最高釔鋇銅氧塊的兩側，起到聚磁的作用，充磁方向為偏離數值45°-60°，居中和最低的釔鋇銅氧塊的充磁方向相反。

相對于現有技術，本發明的技術方案除了整體技術方案的改進，還包括很多細節方面的改進，具體而言，具有以下有益效果：

1、本發明所述的改進方案，描述了一組轉子采取非徑向充磁結構，兩個對應設置的轉子充磁方向不同，磁極相反，相較于筒式電機，在功率密度、轉矩密度等指標上均有顯著提高；

2、本發明的技術方案中，勵磁鐵芯陣列包括若干個沿圓周均勻分布的定子極靴，使得定子產生的磁場更加均勻，同時取消了定子磁軛的設計，可以使得定子磁場沿軸向無旋轉變化；