[实用新型]一种超导单相多极开关磁阻电机

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种电机，特别涉及一种超导单相多极开关磁阻电机。

背景技术：

现有的超导电机，大多是由常规的交、直流电机改造而来的。由于常规的交、直流电机定、转子上都有绕组，要把定、转子绕组同时改成超导绕组，不但成本高，而且技术难度也很大。所以，现有的超导电机，绝大多数只在定子励磁系统采用超导励磁，而转子绕组仍为常规绕组。也就是说现有的超导电机基本上属于半超导电机。又由于常规的交、直流电机，励磁所消耗的能量，只占整台电机消耗能量很小一部分，而主要能量是消耗在电框绕组中。所以这种采用超导励磁的半超导电机，节能不多。正是因为这种半超导电机节能有限，一直没有得到普及应用。

中国专利CN 101976924 B公开了一种单相多极开关磁阻电机，包括转子和定子，定子包括定子磁极和励磁线圈，转子包括转子铁芯和转子磁极，转子磁极套设在转子铁芯上，定子磁极位于转子磁极的外部，定子磁极和励磁线圈固设在电机外壳内。励磁线圈只要一通电，所有的定子磁极和转子磁极都产生电磁转矩，从而使电机转动。但这种电机因没有采用超导线圈，耗能相对还是比较高的。

发明内容：

为了解决上述现有技术中的问题。本实用新型的目的在于提供一种超导单相多极开关磁阻电机，只采用一个环形超导线圈、而无其他常规绕组和永磁体的高效全超导电机。

本实用新型为实现其目的所采取的技术方案：一种超导单相多极开关磁阻电机，包括定子、转子、左端盖、右端盖和电机控制器，所述定子包括机壳和位于机壳中部的环形杜瓦瓶，以及均布于环形杜瓦瓶左右两侧机壳内圆的定子左磁极和定子右磁极；所述定子左磁极和定子右磁极两两相对在同一轴向直线上；所述转子包括转轴和固定于转轴上的转子铁芯，以及与铁芯连为一体且与定子左、右磁极相对应的转子左磁极和转子右磁极；所述转子左、右磁极和定子左、右磁极为极数相等的双凸极结构；所述环形杜瓦瓶的内胆中设环形超导励磁线圈；所述转子铁芯贯穿于环形杜瓦瓶，转子铁芯中部位于环形杜瓦瓶的环形圈内；所述电机控制器的信号输入端连接位置传感器，电机控制器的输出端通过电子开关与环形超导励磁线圈相连。

所述位置传感器由光偶和遮光片构成；所述光偶呈槽形结构，固定在电机非输出端的端盖上；遮光片固定在电机非输出端的转轴上，所述遮光片的齿、槽个数与磁极的齿、槽个数相对应，转轴旋转时遮光片从光偶的槽中穿过。

当所述机壳固定，所述形环杜瓦瓶固定在机壳内，所述转子自由转动，则构成内转子电机；当所述转子固定，且所述环形杜瓦瓶固定在转子上，所述机壳和固定在机壳内的定子左磁极和定子右磁极自由转动，则构成外转子电机。

所述左端盖和右端盖采用非磁性材料，所述定子、转子采用常规导磁材料制成，也可采用SMC软磁材料热压成型；所述杜瓦瓶采用非金属材料，也可采用电阻大的不锈钢材料。

环形杜瓦瓶的内胆设置一只环形超导线圈，转子从内孔中穿过。在铁芯不饱和的情况下，大量的磁通会从铁芯中走，而超导线旁只会有极少量的漏磁通。这就能有效保护超导状态不被破坏。即使在脉冲状态下工作，超导线圈也只会有极微弱的发热。

本实用新型把单相多极开关磁阻电机的常规绕组改成了超导绕组，所以效率更高。由于磁阻电机是由线圈励磁使定、转子磁极磁化，产生磁场吸力而工作的。而本实用新型由于把一只常规环形绕组改成了环形超导线圈（电阻R=0），而定、转子磁极又是极数相等的双凸极结构，一通电，所有的磁极能同时产生作用力，所以，只要在规定的角度开通和关断电源，使超导线圈间断产生磁场，电机便在耗能极少的情况下，向外输出巨大的动力。

附图说明：

图1为本实用新型超导单相多极开关磁阻电机的主视剖视图；

图2为电机顺时针方向旋转时，开通角定、转子磁极相互位置图；

图3为电机断电时定、转子磁极相互位置图；

图4为电机反时针方向旋转时，开通角定、转子磁极相互位置图，

图5为位置传感器在电机端部安装结构主视图；

图6为位置传感器在电机端部安装结构侧视图；

图7为本实用新型的控制电路框图。

图中：1、左端盖，2、机壳，3、转子左磁极， 4、定子左磁极，5、环形杜瓦瓶，6、超导励磁线圈，7、定子右磁极，8、转子右磁极，9、右端盖，10、转轴，11、光偶，12、遮光片，13、电机控制器，14、电子开关。

具体实施方式：

为了进一步阐述本实用新型，下面结合实施例，对超导单相多极开关磁阻电机进行更详细地说明。