[實用新型]一種應用高溫超導堆疊磁體的新型雙邊直線同步電機

有效

• 申請號: 201920144962.2
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN209283069U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 李婧;李想;周鵬博;韓樂;宋旭亮;趙正偉
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本實用新型公開一種應用高溫超導堆疊磁體的新型雙邊直線同步電機，包括作為次級的多個高溫超導帶材堆疊結構、冷卻系統和雙邊對置初級單元；高溫超導帶材堆疊結構為多片超導帶材片體堆砌、封裝或熱熔形成的塊狀結構；冷卻系統包括內裝冷卻液的低溫容器，低溫容器左右兩側壁上均設有多個安裝凹槽，高溫超導帶材堆疊結構嵌設于各安裝凹槽內；雙邊對置初級單元包括雙邊鐵芯和銅繞組；雙邊鐵芯為對稱結構，左右兩側板內側均設有多個定子齒；銅繞組采用整距排布方式繞制于定子齒上；冷卻系統設置于雙邊鐵芯的氣隙內，且各高溫超導帶材堆疊結構分別正對于同側的定子齒。本實用新型推力密度高，電能損耗小，帶負載能力強，運行速度快，便于磁體磁化。

技術領域

本實用新型涉及直線電機技術領域，具體為一種應用高溫超導堆疊磁體的新型雙邊直線同步電機。

背景技術

受限于傳統永磁材料的發展，常規永磁材料產生的最大磁場在1.5 T左右；這也在很長一段時間限制了永磁同步直線電機的發展。高溫超導磁體的出現改善了這一局面，如何將超導磁體應用于直線電機也成了一個研究熱點，現有報道，將超導帶材裁剪成片狀并制成塊狀結構，經過磁化后能夠產生的磁場高達17.7 T， 用其替換傳統永磁直線電機上永磁材料，能夠在大氣隙的情況下，極大的提升電機的推力密度和運行效率。

盡管將堆疊磁體應用于直線電機優勢明顯，但是同樣面臨著一個問題：充磁機每次只能對一個磁體進行磁化，磁化后又如何裝配固定也是個問題。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種推力密度高，電能損耗小，帶負載能力強，運行速度快，便于磁體磁化及次級采用了高溫超導帶材堆疊結構的直線驅動裝置。技術方案如下：

一種應用高溫超導堆疊磁體的新型雙邊直線同步電機，包括作為次級的多個高溫超導帶材堆疊結構、冷卻系統和雙邊對置初級單元；

所述高溫超導帶材堆疊結構為多片超導帶材片體堆砌后，封裝或熱熔形成的塊狀結構；

所述冷卻系統包括內部裝有冷卻液的低溫容器，低溫容器左右兩側壁上均設有多個橫向排布的安裝凹槽，所述高溫超導帶材堆疊結構嵌設于各安裝凹槽內；

所述雙邊對置初級單元包括雙邊鐵芯和銅繞組；所述雙邊鐵芯為對稱結構，包括底板和豎直固定于底板上的左右兩側板，左右兩側板內側均設有多個呈橫向排布的定子齒；所述銅繞組采用整距排布方式繞制于定子齒上；

所述冷卻系統設置于雙邊鐵芯左右兩側定子齒間的氣隙內，且各高溫超導帶材堆疊結構分別正對于同側的定子齒。

進一步的，所述低溫容器頂部設有容器蓋，容器蓋上設有冷卻液進出口和溫度傳感器安裝口。

更進一步的，所述低溫容器外側還設有用于固定高溫超導帶材堆疊結構的封裝殼體，所述封裝殼體由具有真空夾層的保溫材料制成。

更進一步的，所述整距排布方式為：每個定子齒上只繞制一個繞組線圈，且相鄰兩繞組線圈的電流方向相反。

更進一步的，所述超導帶材片體為含有YBCO材料的涂層超導帶材，采用平行縱向放置。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用了超導帶材堆疊磁體作為直線電機的次級，堆疊磁體經過磁化后，產生的磁場強度遠遠超過傳統永磁材料，在大氣隙工況下，能極大的提高電機的推力密度以及效率；其次，采用雙邊對置初級，在氣隙中能產生較大的磁場強度，整距繞組結構繞線簡單更能減少銅線的用量和降低銅耗；當往繞組接頭通入直流電或者特定波形的交變電流時，整個初級就是一個多級陣列式的恒定充磁機或者脈沖充磁機，當往繞組接頭通入逆變后交流電時，整個初級又是一個雙邊定子；極大的簡化了帶材堆疊結構的磁化過程以及解決了一直以來，磁體磁化后的裝配困難的問題。

附圖說明

圖1為采用了高溫超導帶材堆疊結構的雙邊直線電機整體結構示意圖。