專利名稱：一種高速磁阻電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機，特別涉及一種低能耗、高速特種磁阻電機。
背景技術(shù)：
磁阻電機是利用轉(zhuǎn)子上交軸和直軸磁阻值不同而產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的一種同步電機。與傳統(tǒng)同步電機相比，磁阻電機轉(zhuǎn)子上僅有起凸極作用部分，沒有勵磁繞組或永磁材料，它具有結(jié)構(gòu)簡單、無滑動接觸、制造容易、成本低、過載能力大、運行可靠等優(yōu)點，廣泛用于電力傳動、精密控制、電子儀器和設(shè)備等領(lǐng)域。常規(guī)磁阻電機通常以鋁材或空氣氣隙做為轉(zhuǎn)子交軸阻磁材料，其輸出轉(zhuǎn)矩，功率密度，效率和功率因數(shù)較低；同時，為了能夠保證轉(zhuǎn)子獲得較大的直、交軸磁阻差異，需要犧牲一定的極弧系數(shù)，電機穩(wěn)定運行區(qū)間小，同步性能并不理想。
自從1986年發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)(HTS)現(xiàn)象以來，經(jīng)過人們十余年的潛心研究和摸索，無論是HTS成材工藝的研究，還是性能的改善都取得了長足的進(jìn)步，北京有色研究總院、西北有色研究院、德國IPHT研究所、美國超導(dǎo)公司和日本鋼鐵公司等均能批量生產(chǎn)并銷售各種規(guī)格的高性能HTS塊材和線材，為HTS在電機中的應(yīng)用奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。HTS屬于非理想第II類超導(dǎo)體，內(nèi)部釘扎中心對磁通線運動有阻礙作用，表現(xiàn)出良好的抗磁和磁滯特性；同時，可以俘獲磁通而使超導(dǎo)體具有一定的剩磁而成為永磁體。HTS材料“豐富”的電磁特性、強烈的各向異性和良好的磁熱穩(wěn)定性，為電機的原理和結(jié)構(gòu)提供了多種可能的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)磁阻電機的直交軸磁阻差異不明顯，導(dǎo)致出力和過載能力較低，以及存在軸間機械摩擦而降低電機整體效率的缺點，提出一種新型的磁阻電機。本發(fā)明采用高溫超導(dǎo)材料作為轉(zhuǎn)子交軸阻磁介質(zhì)，通過結(jié)構(gòu)和電磁的優(yōu)化設(shè)計，增大直、交軸同步電抗比(Xd/Xq)，并利用超導(dǎo)磁浮和低溫磁力傳動機構(gòu)減小機械摩擦，降低漏熱，并實現(xiàn)超導(dǎo)轉(zhuǎn)子的有效傳導(dǎo)冷卻。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明電機主要由定子、內(nèi)嵌高溫超導(dǎo)(HTS)材料的轉(zhuǎn)子、電機氣隙間非導(dǎo)磁金屬套筒、定子端蓋、磁力聯(lián)軸器組成。其中，定子結(jié)構(gòu)與常規(guī)異步電機相同。轉(zhuǎn)子采用內(nèi)反應(yīng)式結(jié)構(gòu)，由硅鋼或非晶合金等片狀高導(dǎo)磁材料疊壓而成，長度與定子繞組相當(dāng)，轉(zhuǎn)子沖壓開槽，沿軸向穿通，內(nèi)嵌HTS材料。沖槽的形狀、位置、大小和數(shù)量可通過電機的優(yōu)化設(shè)計得到。由于超導(dǎo)體相對磁導(dǎo)率接近零，相同功率等級的條件下本發(fā)明的沖槽體積遠(yuǎn)小于采用空氣和鋁作為阻磁材料的常規(guī)磁阻電機，在滿足磁路方程并避免鐵芯材料處于飽和狀態(tài)的情況下，本發(fā)明轉(zhuǎn)子的有效尺寸大幅度減小。轉(zhuǎn)子兩側(cè)軸向端面分別固定有扇形永磁體，按極性規(guī)則排列，構(gòu)成永磁環(huán)。在套筒內(nèi)壁安置兩組環(huán)狀高溫超導(dǎo)塊材陣列，位置與轉(zhuǎn)子端部永磁環(huán)相對。液氮溫度下超導(dǎo)塊材和永磁環(huán)相互作用構(gòu)成無磨擦磁浮軸承，有效支撐轉(zhuǎn)子重量；同時，永磁環(huán)又與負(fù)載側(cè)永磁機構(gòu)組成磁力聯(lián)軸器，實現(xiàn)電機力矩的非接觸傳遞。非導(dǎo)磁金屬杜瓦將電機本體和負(fù)載隔離，起到絕熱保溫的作用。
高溫超導(dǎo)(HTS)材料為熔融織構(gòu)YBa2Cu3O7-x(YBCO)超導(dǎo)塊材以及YBCO、Bi2Sr2CaCu2O8+y和Bi2Sr2Ca2Cu3O10-x超導(dǎo)帶材，作為阻磁介質(zhì)增加電機直交軸磁阻差異。熔融織構(gòu)YBCO超導(dǎo)塊材具有良好的晶體取向，可以優(yōu)先選擇使用。加工制作轉(zhuǎn)子時，先將熔融織構(gòu)YBCO超導(dǎo)塊材沿c軸(即晶體生長方向)定向切割成片，片厚和槽寬相當(dāng)，機械拋光后緊密排列，放入槽中，此時YBCO塊材ab面(即晶體CuO面，該面與晶體生長方向垂直)平行于轉(zhuǎn)子軸線方向?？紤]到陶瓷材料的加工難度，窄槽、HTS塊材與槽壁縫隙用超導(dǎo)帶材填充，以提高超導(dǎo)材料的占空比，裝配完成后用低溫環(huán)氧固化。
本發(fā)明利用超導(dǎo)材料作為阻磁介質(zhì)改變直交軸同步電抗而產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，與常規(guī)磁阻電機相比，在相同的電機幾何尺寸和結(jié)構(gòu)條件下，直交軸同步電抗比值明顯提高，而不必犧牲極弧系數(shù)和氣隙寬度，氣隙磁密有著較好的波形，輸出轉(zhuǎn)矩增大，電機表現(xiàn)出良好的同步性能。
轉(zhuǎn)子軸向端面固定的環(huán)形稀土永磁材料采用HALBACH構(gòu)型，基于超導(dǎo)完全抗磁性模型和鏡像法，并考慮到超導(dǎo)體各向異性，可以計算出磁浮軸承永磁軸向單位長度承載能力的大小，根據(jù)轉(zhuǎn)子重量即可確定永磁環(huán)的長度。徑向相對的環(huán)狀超導(dǎo)塊材陣列長度與之相近，其厚度約為長度的三分之一至四分之一，并不是一個需要精確控制的參數(shù)。
傳統(tǒng)滾動軸承電主軸最高轉(zhuǎn)速一般不超過100000r/min，其預(yù)緊和油氣潤滑技術(shù)在低溫環(huán)境中將發(fā)生失效，產(chǎn)生巨大的摩擦損耗，去除油脂卻又無法實現(xiàn)長期可靠的高速旋轉(zhuǎn)；而高溫超導(dǎo)塊材和永磁間相互作用能夠產(chǎn)生自穩(wěn)定的懸浮力，動態(tài)剛度大，由此構(gòu)成的磁浮軸承具有以下優(yōu)點1、非機械接觸而無磨損，軸承壽命比機械接觸的應(yīng)力疲勞壽命長得多；2、圓周轉(zhuǎn)速高，磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)速只受離心力限制，其圓周轉(zhuǎn)速可達(dá)到30 000-180 000r/min；
3、無需潤滑，適應(yīng)環(huán)境性強；4、運動時振動和噪聲小。相對于電磁軸承，磁懸浮軸承中的磁路不需要激磁電流，不消耗電力，不需要激磁線圈，也無需供電系統(tǒng)，整個軸承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單緊湊，體積也小。
本發(fā)明提供和維持超導(dǎo)材料所需低溫環(huán)境的方案如下液氮冷卻超導(dǎo)或常導(dǎo)定子線圈繞組，高強度、薄壁非導(dǎo)磁金屬套筒與定子繞組保持良好的熱接觸，氣隙間預(yù)充氦氣或氫氣以增加空間有效熱傳導(dǎo)系數(shù)，轉(zhuǎn)子內(nèi)超導(dǎo)材料通過傳導(dǎo)冷卻的方式達(dá)到并維持在臨界溫度一下，表現(xiàn)出強烈的抗磁性行為。此方案區(qū)別于超導(dǎo)定轉(zhuǎn)子直接浸泡的冷卻方式，避免了氣隙間存在冷劑、在電機高速旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子受到的巨大粘滯阻尼，減小了電機有效氣隙寬度和額外的附加損耗，提高了電機的極限轉(zhuǎn)速、輸出功率和效率。
本發(fā)明原動機和負(fù)載的傳動方式特征是采用稀土永磁材料制成的磁力聯(lián)軸器，以磁力傳動方式連接轉(zhuǎn)子和負(fù)載，實現(xiàn)原動機與工作機之間的非機械接觸。磁力傳動基于永磁體同極相斥、異極相吸原理，借助磁場耦合構(gòu)成永磁聯(lián)軸器和傳動器來傳遞圓周運動和線性位移，實現(xiàn)原動機與工作機之間的非機械連接，可向密封空間傳動回轉(zhuǎn)部件，變動密封為靜密封，獲得零泄漏和絕對密封，避免了液體、固體和氣體泄漏或外部介質(zhì)進(jìn)入密封空間內(nèi)。傳動結(jié)構(gòu)簡單，體積?。粋鲃恿卮?，效率高，并具有過載保護(hù)的能力；無摩擦磨損，噪聲低，具有很高的使用壽命和可靠性。結(jié)合超導(dǎo)磁阻電機具體結(jié)構(gòu)，考慮到永磁材料低溫磁學(xué)性能和高溫超導(dǎo)塊材俘獲磁通能力，構(gòu)造低溫磁力傳動機構(gòu)以實現(xiàn)低溫和室溫間力的傳遞，避免了電機與負(fù)載間非封閉式機械連接而存在的巨大熱交換，減小了低溫漏熱，確保了超導(dǎo)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地保持在臨界溫度以下，最大限度地提高了系統(tǒng)的性能和效率。磁力聯(lián)軸器圓盤型永磁傳動機的每半聯(lián)軸器端面裝有m個扇形磁塊，磁極呈正反交替排列，其中m為偶數(shù)。
本發(fā)明負(fù)載運行時，通以工頻三相交流電，即可正常運轉(zhuǎn)，控制手段和策略與常規(guī)電機完全相同。


圖1本發(fā)明電機軸向截面示意圖；圖2本發(fā)明具體實施方式
電機徑向截面示意圖；圖3a本發(fā)明具體實施方式
電機內(nèi)部交軸方向磁場分布圖；圖3b本發(fā)明具體實施方式
電機內(nèi)部直軸方向磁場分布圖；圖4本發(fā)明具體實施方式
電機交軸方向(θ＝0°)氣隙磁密分布；
圖5本發(fā)明具體實施方式
電機直軸方向(θ＝90°)氣隙磁密分布；圖6本發(fā)明具體實施方式
啟動特性曲線；圖7具有不同阻磁介質(zhì)轉(zhuǎn)子的電機同步電抗曲線；圖8本發(fā)明具體實施方式
低溫磁浮軸承示意圖；圖9永磁聯(lián)軸器傳動原理模型，其中V為磁力聯(lián)軸器運動方向，F(xiàn)1，F(xiàn)2為磁力聯(lián)軸器間相互作用力方向；圖10兩極三相內(nèi)反應(yīng)式電機實例超導(dǎo)轉(zhuǎn)子內(nèi)部溝槽示意圖(單位毫米)；其中1、超導(dǎo)或常導(dǎo)定子；2、高強度、非導(dǎo)磁金屬套筒；3、轉(zhuǎn)子；4、環(huán)形超導(dǎo)塊材陣列；5、永磁環(huán)；6、負(fù)載側(cè)半聯(lián)軸器；7、負(fù)載側(cè)機械傳動軸；8、非導(dǎo)磁金屬杜瓦；9、高溫超導(dǎo)塊材和帶材；10、硅鋼或非晶合金等高導(dǎo)磁材料沖片；11、定子繞組；12、電機有效氣隙。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的電機主體由超導(dǎo)或常導(dǎo)定子1、非導(dǎo)磁薄壁金屬套筒2、內(nèi)嵌超導(dǎo)塊材和帶材的轉(zhuǎn)子3、超導(dǎo)塊材環(huán)形陣列4、永磁環(huán)5和非導(dǎo)磁金屬杜瓦8組成；高溫超導(dǎo)塊材環(huán)形陣列4、永磁環(huán)5和電機轉(zhuǎn)子3構(gòu)成磁浮軸承；同時，負(fù)載側(cè)磁力聯(lián)軸器6、機械傳動軸7又與永磁環(huán)5構(gòu)成磁力傳動機構(gòu)。
轉(zhuǎn)子3的兩側(cè)軸向端面分別固定有扇形永磁體，按極性規(guī)則排列，構(gòu)成永磁環(huán)5。在套筒2內(nèi)壁安置兩組環(huán)狀高溫超導(dǎo)塊材陣列4，位置與轉(zhuǎn)子3端部永磁環(huán)5相對。
位于定子1和轉(zhuǎn)子3之間的套筒2以電機主軸為對稱軸，與定子1機械上固定為一體并保持良好的熱接觸；套筒2和轉(zhuǎn)子3間存在氣隙12，氣隙12長度為毫米量級，內(nèi)部空間充滿一大氣壓氦氣或氫氣，可有效增加定轉(zhuǎn)子之間熱傳導(dǎo)速率，借助傳導(dǎo)和對流機制實現(xiàn)轉(zhuǎn)子3的冷卻；轉(zhuǎn)子3內(nèi)存在溝槽，溝槽中填充高溫超導(dǎo)材料。設(shè)計時可考慮超導(dǎo)體的非線性磁學(xué)性質(zhì)和強烈的各向異性，利用有限元方法求解電機內(nèi)部電磁場和應(yīng)力分布，借助電抗曲線分析電機啟動和穩(wěn)態(tài)工作特性，通過性能優(yōu)化確定溝槽的形狀、位置、大小和深度。
圖2所示為本發(fā)明具體實施方式
兩極三相內(nèi)反應(yīng)式電機徑向截面圖，高溫超導(dǎo)材料9在高導(dǎo)磁材料10疊壓而成的轉(zhuǎn)子3中對稱分布，定子繞組11和套筒2緊密接觸減小電機氣隙，定子結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)異步電機相同，電機主體置于非導(dǎo)磁金屬杜瓦8中。
轉(zhuǎn)子3制作時選擇高導(dǎo)磁率取向硅鋼或非晶合金，施加預(yù)應(yīng)力高密度迭壓成形。轉(zhuǎn)子3沿軸向機械沖槽并完全穿通，然后根據(jù)溝槽的幾何形狀對高溫超導(dǎo)塊材9進(jìn)行定向切割和研磨，使高溫超導(dǎo)塊材9排列組合放入溝槽后，其ab晶面平行于電機主軸，以便獲得最佳的阻磁效果。由于高溫超導(dǎo)材料屬于陶瓷材料，塊材9切割成0.5毫米厚薄片難度較大，因此0.5毫米以下窄槽，以及塊材9與溝槽的間隙則用約0.2毫米厚高溫超導(dǎo)帶材填充，完成后用低溫環(huán)氧浸漬固化，并對轉(zhuǎn)子3表面打磨拋光成為標(biāo)準(zhǔn)的圓柱體。在轉(zhuǎn)子3兩端固定永磁環(huán)5，如圖8所示永磁環(huán)5中扇區(qū)永磁極性沿徑向交替排列，與套筒2內(nèi)壁固定的高溫超導(dǎo)塊材陣列4相對，永磁環(huán)5和超導(dǎo)塊材陣列4相互作用產(chǎn)生磁浮力，構(gòu)成自穩(wěn)定的磁浮軸承，永磁環(huán)5和超導(dǎo)塊材陣列4兩者軸向長度相等。設(shè)計時基于超導(dǎo)體臨界態(tài)模型采用鏡像法計算磁浮力，磁浮力應(yīng)與轉(zhuǎn)子3重量相平衡，以此確定兩者軸向長度的大?。晦D(zhuǎn)子3其中一端的永磁環(huán)5又充當(dāng)半聯(lián)軸器，與同軸負(fù)載側(cè)半聯(lián)軸器6和機械傳動軸7組合，實現(xiàn)無接觸磁力傳動和功率輸出。傳動的作用原理如圖9所示，靜止時磁極異性相吸，自動對中，磁極間夾角θ為0，無傳動力矩，隨著θ增大傳動扭矩增加，θ＝π/m時傳動力矩達(dá)到極大，在0＜θ(π/m區(qū)間傳動圓周力F=F1+F2,-]]>扭矩T=Σ1mF·R,]]>式中F1為主動盤對從動盤單對磁極的吸力， 為主動盤對從動盤單對磁極的斥力，R為永磁環(huán)4的平均半徑。電機主體置于金屬杜瓦8中，運行時液氮直接冷卻定子繞組1，傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)轉(zhuǎn)子3和高溫超導(dǎo)塊材陣列4，整體保持在77K溫度，杜瓦8壁厚僅為3毫米，具有非導(dǎo)磁特性，將不會增加電機體積、降低磁力傳動的輸出功率和效率。
在電機學(xué)中，通常利用時空相量圖分析不同負(fù)載情況下的電樞反應(yīng)，評價電機的性能和運行特性，其中相量圖磁極軸線方向稱為直軸，用d表示；而相鄰一對磁極的中性線位置稱為交軸，用q表示。本發(fā)明電機轉(zhuǎn)子3中的高溫超導(dǎo)材料9，在臨界溫度以下具有完全抗磁性，如圖3a、3b分別顯示了具體實施方式
電機內(nèi)部交、直軸方向氣隙磁密分布，可以看出超導(dǎo)材料的存在有效阻隔了q軸磁通，q軸等效磁路長度增加，而d軸磁通分布并未因超導(dǎo)材料9的填充明顯改變。
圖4和圖5分別顯示了Fourier變換后得到的本發(fā)明具體實施方式
電機交直軸方向氣隙磁密基波，q軸氣隙磁密基波幅值約為0.6T，d軸氣隙磁密基波幅值約為0.05T，說明本發(fā)明采用超導(dǎo)材料作為交軸阻磁介質(zhì)，使得轉(zhuǎn)子磁阻表現(xiàn)出強烈的各向異性，明顯提高了同步電抗比(Xd/Xq)值，轉(zhuǎn)矩密度增加；同時，氣隙磁密比常規(guī)同類電機更接近正弦波，因此在設(shè)計時不需犧牲極弧系數(shù)和氣隙寬度而保持較好的波形，電機轉(zhuǎn)矩脈動小，能夠更快地進(jìn)入自同步。如圖6所示，本發(fā)明具有較一般同步電機更為優(yōu)良的動態(tài)響應(yīng)性能，采用內(nèi)反應(yīng)式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的同時又不失外反應(yīng)式電機的優(yōu)點。
圖7所示為不同阻磁介質(zhì)轉(zhuǎn)子的電機同步電抗曲線，可以看出本發(fā)明轉(zhuǎn)子交軸磁阻遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)以鋁、空氣為阻磁介質(zhì)的電機，可以獲得比常規(guī)電機更大的輸出轉(zhuǎn)矩和功率密度。
本發(fā)明各部件制作完成后，按照圖1進(jìn)行裝配。電機運行時，先用液氮預(yù)冷電機定子1，轉(zhuǎn)子3和超導(dǎo)塊材陣列4中的熱量則通過熱傳導(dǎo)機制由液氮帶走，電機本體最終達(dá)到77K溫度，此時超導(dǎo)塊材陣列4和永磁環(huán)5相互作用使得超導(dǎo)轉(zhuǎn)子3處于自穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)；給電機定子繞組通以工頻交流電或利用變頻器啟動，電機將無磨擦地高速旋轉(zhuǎn)，噪聲小，轉(zhuǎn)動力矩和輸出功率借助磁力傳動高效地輸送給負(fù)載。
本發(fā)明一兩極三相內(nèi)反應(yīng)式電機實例的技術(shù)參數(shù)如下額定功率150W，額定相電壓220V，額定轉(zhuǎn)速3000r/m，相數(shù)3，頻率50Hz，接法Y，過載能力KC＞2.0，額定效率η≥90％，額定功率因數(shù)cosφ≥0.35。設(shè)計時，依據(jù)同功率等級異步電機利用系數(shù)C和鐵芯有效長度與極距比值λ，確定該臺電機定子沖片內(nèi)、外徑和鐵芯有效長度等基本尺寸定子內(nèi)徑47mm，外徑76.6mm，槽數(shù)24，槽形圓底梨形，槽口寬1.5mm，槽口高0.3mm，槽肩角30°，槽肩寬2.9mm，槽深7.5mm，槽梯形高5mm，槽底半徑1.9mm，齒距6.15mm，槽間電角度15°，槽面積22.5mm2，定子繞組線規(guī)格聚酯亞酰胺/聚酰胺酰亞胺復(fù)合漆包銅圓線，標(biāo)稱直徑0.28毫米，最大漆包外徑0.329mm，常溫阻值0.2776Ω/m，單層疊繞，每相兩組繞組，繞組系數(shù)0.958，極距12，節(jié)距1-11，接法Y，槽滿率65％，每槽153匝。超導(dǎo)轉(zhuǎn)子外徑45mm，軸長62mm，內(nèi)反應(yīng)式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部溝槽位置、形狀和大小如圖10所示。電機氣隙長度1mm，金屬套筒壁厚0.5mm；定轉(zhuǎn)子沖片均采用50W270型號硅鋼片，片厚0.5mm，疊壓系數(shù)0.95；永磁環(huán)由8個扇形N42號NdFeB組成，內(nèi)徑5mm，外徑15mm，磁極交替排列。環(huán)狀超導(dǎo)塊材陣列內(nèi)徑16mm，外徑23mm，永磁環(huán)和超導(dǎo)塊材陣列軸向長度均為5mm。負(fù)載側(cè)磁力聯(lián)軸器永磁材料型號、結(jié)構(gòu)和尺寸與永磁環(huán)相同。
權(quán)利要求
1.一種高速磁阻電機，主要包括定子(1)、氣隙間套筒(2)、轉(zhuǎn)子(3)、磁力傳動器(6)，其特征在于還包括磁浮軸承和低溫杜瓦(8)；轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)嵌對稱分布的高溫超導(dǎo)材料(9)，兩側(cè)軸向端面分別固定有扇形永磁體，扇形永磁體按HALBACH排列，構(gòu)成永磁環(huán)(5)；永磁環(huán)(5)與套筒(2)內(nèi)壁端部的高溫超導(dǎo)塊材陣列(4)構(gòu)成無磨擦高速磁浮軸承；轉(zhuǎn)子(3)其中一端的永磁環(huán)(5)又充當(dāng)半聯(lián)軸器，與同軸負(fù)載側(cè)半聯(lián)軸器(6)和機械傳動軸(7)組合，實現(xiàn)無接觸磁力傳動和功率輸出；永磁環(huán)(5)與高溫超導(dǎo)塊材陣列(4)徑向位置相對，軸向長度相等；電機主體置于非導(dǎo)磁金屬杜瓦8中。
2.按照權(quán)利要求1所說的高速磁阻電機，其特征在于高導(dǎo)磁率軟磁材料(10)疊壓而成的轉(zhuǎn)子(3)沿軸向沖槽貫通，槽中放置高溫超導(dǎo)材料(9)，高溫超導(dǎo)材料(9)的ab晶面平行于電機主軸，并低溫環(huán)氧固化。
3.按照權(quán)利要求1所說的高速磁阻電機，其特征在于轉(zhuǎn)子(3)支承形式采用磁浮結(jié)構(gòu)，氣隙(12)長度為毫米量級，氣隙(12)空間充有氦氣或氫氣。
全文摘要
一種高速磁阻電機，其特征在于轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)嵌高溫超導(dǎo)材料(9)，高溫超導(dǎo)材料(9)的ab面平行于轉(zhuǎn)子軸線，作為阻磁介質(zhì)增加直交軸磁阻差異，提高電機輸出轉(zhuǎn)矩和功率密度。氣隙間套筒(2)內(nèi)壁高溫超導(dǎo)塊材陣列(4)與轉(zhuǎn)子(3)端部永磁環(huán)(5)構(gòu)成磁浮機構(gòu)，確保轉(zhuǎn)子(3)低阻尼、高速運轉(zhuǎn)。氣隙(12)空間充有氦氣或氫氣，傳導(dǎo)冷卻超導(dǎo)轉(zhuǎn)子(3)。永磁環(huán)(5)與負(fù)載側(cè)同軸半磁力聯(lián)軸器(6)相互作用，實現(xiàn)電機的無接觸轉(zhuǎn)矩和功率輸出。無接觸磁力傳動避免了轉(zhuǎn)軸低溫漏熱，顯著提高了電機的效率，并有利于簡化杜瓦(8)結(jié)構(gòu)。
文檔編號H02K7/10GK1988324SQ20051013071
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者丘明, 姚志豪, 夏東, 徐喆 申請人:中國科學(xué)院電工研究所