一种径向超导电机的转子结构及径向超导电机制造技术

技术编号：43738817 阅读：3 留言：0更新日期：2024-12-20 13:00

本发明专利技术公开了一种径向超导电机的转子结构及径向超导电机，属于电机领域。一种径向超导电机的转子结构，包括：转子芯和超导磁体；转子芯包括多个转子齿与和转子轭；转子齿在转子芯的周向等间隔排布，所有转子齿结构相同；超导磁体跨绕在所述转子芯的转子轭上，且在周向等间隔排布。通过将超导磁体跨绕在转子芯的轭部，提高转子空间的利用率来增大电机的极对数，进而降低铁齿的饱和，提升电机的功率密度。解决超导电机的超导磁体占电机周向空间较大，造成超导电机的铁齿饱和，电机的极对数受限，难以提升电机的功率密度的问题。实现了提高径向超导电机的功率密度，降低结构复杂度和简化加工流程的有益效果。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机领域，更具体地，涉及一种径向超导电机的转子结构及径向超导电机。

技术介绍

1、航空业因其依赖高能量密度燃料从而难以减少二氧化碳的排放，近年来，航空业已经成为全球经济中增长最快的碳排放源之一。飞机电气化为航空业实现绿色发展提供重要途径。目前的电推进电机的电磁性能难以满足飞机发动机需求。超导电机具有体积小、重量轻、效率高的优点，为实现大功率航空电推进提供了可能性。然而，在结构紧凑的超导电机中，转子铁心的周向空间尺寸有限，超导磁体的体积会限制电机功率密度的提升，造成超导电机的性能下降，在高温区工作的超导电机受到的影响更加显著。

2、目前，超导电机采用空气芯结构与金塔式的超导磁体结构以改善超导电机的功率密度。空气芯超导电机将铁心替换为非导磁材料与空气，这将显著降低超导电机的重量，提升电机的功率密度，但是，这将导致超导带材用量的剧增，基于超导带材的成本较高，对于超导电机是不利的；此外，无铁心结构下，超导带材的交流损耗将进一步增大，由于无铁心的存在，超导带材的工作电流受背景磁场的影响更大，临界电流将变小。金塔式的超导电机是将超导磁体转变为异形结构，以更少的超导带材换取更高的电磁负荷，进而提高电机的功率密度，但是，这种结构对于超导磁体的加工、制造更加困难；电机的极对数更少，绕组的端部用量增多；高电磁负荷减小铁轭的厚度以减轻重量的效果也会受到极对数减小导致铁轭更加饱和的抑制。

3、目前超导电机的超导磁体占电机周向空间较大，造成超导电机的铁齿饱和，电机的极对数提升困难，从而难以提升电机的功率密度的问题。</p>

技术实现思路

1、针对相关技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种径向超导电机的转子结构，旨在解决超导电机的超导磁体占电机周向空间较大，造成超导电机的铁齿饱和，电机的极对数提升困难，从而难以提升电机的功率密度的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种径向超导电机的转子结构，包括：转子芯和超导磁体；

3、所述转子芯包括多个转子齿与和转子轭；所述转子齿在转子芯的周向等间隔排布，所有转子齿结构相同；

4、所述超导磁体跨绕在所述转子芯的转子轭上，且在周向等间隔排布。

5、可选的，相邻的两个超导磁体中通入的电流相反，在相邻的两个转子齿产生的磁场极性相反。

6、可选的，所述超导磁体为跑道形磁体结构。

7、可选的，每个所述超导磁体包括多个超导线圈与多层导热板，所述超导线圈和导热板间隔层叠设置；

8、每个所述超导线圈均为跑道形结构。

9、可选的，所述超导线圈采用高温超导带材。

10、可选的，所述超导磁体的两侧面与相邻的转子齿之间间距相等。

11、可选的，所述超导磁体的内侧面与转子轭相距预设距离。

12、可选的，所述超导磁体的外侧面低于转子齿的齿部端面。

13、第二方面，本专利技术还提供了一种径向超导电机，包含如第一方面任一项所述的径向超导电机的转子结构。

14、通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

15、1、本专利技术提供了一种径向超导电机的转子结构，通过将超导磁体跨绕在转子芯的轭部，从而提高转子空间的利用率来增大电机的极对数，进而降低铁齿的饱和，提升电机的功率密度。解决超导电机的超导磁体占电机周向空间较大，造成超导电机的铁齿饱和，电机的极对数受限，从而难以提升电机的功率密度的问题。实现了提高径向超导电机的功率密度，降低结构复杂度和简化加工流程的有益效果。

16、2、本专利技术提供了一种径向超导电机的转子结构，超导磁体采用多个超导线圈与多层导热板间隔层叠设置，并且超导线圈采用高温超导带材，不仅实现了改善超导电机的功率密度，同时，对于结构紧凑、高温区工作的超导电机效果更加显著。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种径向超导电机的转子结构，其特征在于，包括：转子芯(1)和超导磁体(2)；

2.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，相邻的两个超导磁体(2)中通入的电流相反，在相邻的两个转子齿(3)产生的磁场极性相反。

3.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述超导磁体(2)为跑道形磁体结构。

4.如权利要求3所述的转子结构，其特征在于，每个所述超导磁体(2)包括多个超导线圈(9)与多层导热板(10)，所述超导线圈(9)和导热板(10)间隔层叠设置；

5.如权利要求4所述的转子结构，其特征在于，所述超导线圈(9)采用高温超导带材。

6.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述超导磁体(2)的两侧面与相邻的转子齿(3)之间间距相等。

7.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述超导磁体(2)的内侧面与转子轭(4)相距预设距离。

8.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述超导磁体(2)的外侧面低于转子齿(3)的齿部端面。

9.一种径向超导电机，其特征在于，包含如权利要求1-8

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【技术特征摘要】

1.一种径向超导电机的转子结构，其特征在于，包括：转子芯(1)和超导磁体(2)；

2.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，相邻的两个超导磁体(2)中通入的电流相反，在相邻的两个转子齿(3)产生的磁场极性相反。

3.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述超导磁体(2)为跑道形磁体结构。

4.如权利要求3所述的转子结构，其特征在于，每个所述超导磁体(2)包括多个超导线圈(9)与多层导热板(10)，所述超导线圈(9)和导热板(10)间隔层叠设置；

5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万宇，张远志，曲荣海，方海洋，李大伟，程颐，郝圣桥，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：

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