[发明专利]超导液散热、复合粉末导电线绕制定子转子的高频电机

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种电机，尤其是一种超导液散热、复合粉末导电线绕制定子转子的高频电机。

二、背景技术

各类家用单相电动机在正常工作状态下，其电机壳体表面温度一般比环境温度高20℃左右，最高温升不应高于70℃。如果电机工作几分钟后出现壳体表面温度剧升，且机内散发焦油味甚至冒烟，则为电机过热故障。电机过热温升的原因，主要有电机自身质量问题；电机长期处于超负荷运行状态(传动机构故障引起电机负荷大)；电机散热条件差；电机绕组局部短路等。

现在的电机比过去更容易烧毁：由于绝缘技术的不断发展，在电机的设计上既要求增加出力，又要求减小体积，使新型电机的热容量越来越小，过负荷能力越来越弱；再由于生产自动化程度的提高，要求电机经常运行在频繁的起动、制动、正反转以及变负荷等多种方式，对电机保护装置提出了更高的要求。

导线导电存在集肤效应即趋肤效应，即导线内部实际上电流很小，电流集中在临近导线外表的一薄层。结果使它的有效电阻增加，使它的损耗功率也增加。当频率很高的电流通过导线时，高频电流在导线中产生的磁场在导线的中心区域感应出最大的电动势。由于感应的电动势在闭合电路中产生感应电流，在导线中心的感应电流最大。因为感应电流总是在减小原来电流的方向，它迫使电流只限于靠近导线外表面处。这样，趋肤效应使导线型传输线在高频时效率很低，因为信号沿它传送时，衰减很大。所以高频电机更需要降低趋肤效应的电阻，以提高导电率。

三、发明内容

本发明的目的是要解决现有电动机的不足，提供一种超导液散热、复合粉末导电线绕制定子转子的高频电机，使其具有散热效果好、导电率高、使用寿命长和使用可靠等特点。

本发明的目的是采用如下方案实现的：一种超导液散热、复合粉末导电线绕制定子转子的高频电机，它由定子和转子组成，所述定子包括外壳、定子铁芯和定子绕组；所述转子包括通过轴承支架和轴承固定在外壳内的转轴、转子铁芯和转子绕组；其特点是：它还在外壳内转子铁芯两端外的转轴上各装一个离心风叶，所述离心风叶的外侧面中心部分设有环形的进气孔，离心风叶的圆周面上设有多个均布的出气孔，出气孔与进气孔连通；所述转子铁芯内绕转轴开有一圈通孔，转子绕组的导线嵌入这圈通孔内，并伸出转子铁芯两侧外进行折弯后使伸出末端对着离心风叶的出气孔；

上述外壳的左右两侧面开有一些小孔作为散热孔；

上述定子绕组和转子绕组的导线的横截面为四层结构，从外到内依次为绝缘树脂、外导热管、复合导电粉末和内导热管，并在内导热管中加入1／3容积的超导液，在导线的两端有引出线与复合导电粉末连接。

在电机通电时，工作电流和感应电流通过定子绕组和转子绕组的复合导电粉末层进行导电，复合导电粉末的总表面积非常大，电流在整个导体截面分布均匀，由此削弱了集肤效应，使导电效率提高。

定子绕组和转子绕组内的超导液在绕组和铁芯发热时蒸发，将热量带到铁芯外的绕组两端，在转轴转动时，离心风叶内产生空气对流，出气孔对定子绕组和转子绕组末端进行吹风，这样将绕组两端的热量散发出来，再通过外壳上的散热孔，使电机内部的热量在离心风叶的吹动下由内往外散发。

本发明采用上述方案的有益效果是：1)在定子绕组和转子绕组内装超导液，通过离心风叶转动产生空气流动，使超导液为绕组和铁芯散热，能有效避免电机过热故障，使其使用寿命增长，且结构简单；2)在电机外壳上设置有散热孔，能有效地将电机内的热气排出；3)定子绕组和转子绕组内装复合导电粉末，大大提高总表面面积，降低肌肤效应的电阻，提高高频电机的导电率。

四、附图说明

图1为本发明超导液散热、复合粉末导电线绕制定子转子的高频电机的主剖视图；

图2为本发明超导液散热、复合粉末导电线绕制转子的高频电机的转子结构立体图；

图3为本发明中定子绕组和转子绕组的导线的截面图。

对各幅附图中的标号说明如下：

1-转轴；2-轴承；3-轴承支架；4-外壳；4a-散热孔；5-离心风叶；5a-出气孔；5b-进气孔；6-转子绕组；7-转子铁芯；8-定子绕组；8a-绝缘树脂；8b-外导热管；8c-复合导电粉末；8d-内导热管；8e-超导液；9-定子铁芯。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明超导液散热、复合粉末导电线绕制定子转子的高频电机的具体实施方式作详细描述。