[发明专利]一种碟式单气隙内转子无铁芯电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地说，是涉及一种碟式单气隙内转子无铁芯电机。

背景技术

随着世界范围内能源的日益匮乏，能源的有效利用越来越得到重视，而发电机和电动机是当代能源设备发展的重中之重，节能环保是急需解决的关键问题。异步电机、励磁同步电机是目前最通用的电机，他们都是双铁损耗，铜损耗，实际效率只有60-70%，能耗比较高。永磁同步电机比上两款电机效率和节能方面稍好一些，但还是不理想，具有铜损和铁损双损耗，还有很大的永磁磁阻，表面上看来是永磁体与铁芯结构会比较节能，但是定子和转子之间产生的永磁磁阻又将节能电力给损耗掉了，更不用说实现直驱了。无铁芯电机的发展是目前最节能的电机技术,它的结构只有铜损耗。无铁芯电机和以上其他电机相比较效率很高，但是目前应用较少，关键问题是电机的冷却问题无法解决,阻碍着无铁芯电机的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碟式单气隙内转子无铁芯电机，解决了现有无铁芯电机冷却的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述电机包括内转子组件和外定子组件，所述内转子组件包括电机轴、套装于所述电机轴上的至少一个碟形磁轭和安装于所述碟形磁轭上的若干永磁体；所述外定子组件包括壳体和位于所述壳体内的至少一个碟形无铁芯线圈，所述碟形无铁芯线圈的数量与所述碟形磁轭的数量相同且二者一一对应，所述碟形无铁芯线圈与所述碟形磁轭上的永磁体相对；所述电机包括真空超导模块，所述真空超导模块包括绕制所述碟形无铁芯线圈的空心导线和所述空心导线连接的聚热包，所述空心导线和聚热包内灌注有超导液。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述壳体包括端盖，所述端盖内设置有水流通道，所述真空超导模块与所述端盖进行热交换。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述聚热包位于所述碟形无铁芯线圈的外缘，所述聚热包与所述水流通道的位置相对。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述壳体由端盖和位于端盖之间的若干环形中间接盘连接形成，所述中间接盘内具有水流通道，所述真空超导模块与所述中间接盘进行热交换。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述聚热包位于所述碟形无铁芯线圈的外缘，所述聚热包与所述水流通道的位置相对。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，相邻两个中间接盘的水流通道通过连接管连通，所述端盖的水流通道与所述中间接盘的水流通道通过连接管连通。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述水流通道为Ω型。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述电机包括液冷系统，所述液冷系统包括水流通道、控制器、温度传感器、冷媒循环泵、冷媒循环管路和散热器；所述冷媒循环管路与所述水流通道连通，所述温度传感器用于检测所述无铁芯线圈的温度并发送至所述控制器，所述控制器用于输出控制信号至所述冷媒循环泵和散热器。

如上所述的碟式单气隙内转子无铁芯电机，所述碟形磁轭上均设置有若干与所述电机轴同轴的转子导磁环，所述导磁环的径向上设置有若干导磁条，所述转子导磁环和导磁条形成若干网格，所述永磁体位于所述碟形磁轭的网格内，且所述永磁体的磁极在同一径向上相同在同一周向上交替分布；所述外定子组件包括定子导磁环，所述无铁芯线圈绕制在所述定子导磁环上，所述定子导磁环与所述与转子导磁环的位置相对。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明无铁芯电机包括真空超导模块，真空超导模块包括绕制碟形无铁芯线圈的空心导线和与空心导线连通的聚热包，空心导线和聚热包内灌注有超导液，电机在工作时，线圈通过电流产生的热量直接通过超导液导给聚热包，无铁芯线圈的热量瞬间传递给聚热包,无铁芯线圈的热量只剩下很微小的热量。因而，无铁芯线圈的产生的热量可被迅速降温，散热效率高，本发明的散热方式能够满足无铁芯线圈的散热需求。

本发明电机大大缩小了体积,减少了重量,完全无磁阻、效率高、扭矩大、过载力强、体积小、重量轻。本发明与现有技术相比省去了100%的锡钢片，省去了30-40%铜材，装配无磁力干扰。在机械应用上，可以省去了齿轮箱结构，完全实现直驱。本发明大大简化了机械结构，电机的效率提高到98%以上。可用在航天、船舶、潜艇、工业设备、新能源汽车、风力发电、温差发电等领域。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明