專利名稱：超導磁力發(fā)動機的制作方法
超導磁力發(fā)動機技術領域
本發(fā)明屬于電機技術領域，具體涉及一種超導磁力發(fā)動機。
技術背景
內(nèi)燃機在大量消耗著日益減少的石油資源，其效率低、能耗高，而且排氣污染嚴 重，給人們帶來了巨大的壓力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、制造容 易、使用輕便、效率高、無污染的超導磁力發(fā)動機。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種超導磁力發(fā)動機，包括定子和 轉(zhuǎn)子，其特征在于所述定子包括一低溫容器、一超導線圈和一磁通泵；所述低溫容器使用 不銹鋼制成雙層，其中間抽成真空，用來容納液氮，對超導器件冷卻，也作為整機的機座；所 述超導線圈使用高溫超導帶材繞制，充電后可在大的空間形成強磁場，而且均勻度特別高； 所述磁通泵為超導線圈充放電，可采用沃爾格磁通泵，或其它形式的充放電設備。
所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸、超導片和軟磁片；所述轉(zhuǎn)子軸使用普通鋼材制成，用來傳輸 動力；超導片用高溫超導材料制成，進入超導態(tài)后具有完全的抗磁性，定子磁場對其產(chǎn)生很 大的排斥力，即磁懸浮現(xiàn)象；同時具有理想的屏蔽功能，磁力線不能穿透處于超導態(tài)的超導 片；軟磁片使用軟磁材料制成，如硅鋼或電工純鐵等，其作用是與定子磁場產(chǎn)生很大的吸引 力。
超導片和軟磁片緊貼在一起，呈放射狀固定在轉(zhuǎn)子軸上，超導片和軟磁片可以是 四片以上。轉(zhuǎn)子置于定子磁場的磁極處，浸在定子的低溫容器中。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是由于采用了超導磁體作為定子磁場，超導 線圈具有零電阻特性，所以損耗少、效率高，節(jié)約能源；它不需要水冷卻，也不需要鐵芯，所 以重量輕，使用方便；它在運行時蒸發(fā)出的氮氣對生物無任何危害，所以環(huán)保。


圖1是本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖2是本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標記為
1、低溫容器；2、轉(zhuǎn)子軸；3、超導片；4、軟磁片；5、超導線圈；6、轉(zhuǎn)子套；7、框架；8、液氮進口 ；9、液氮出口 ；10、磁通泵。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖實施例，對本發(fā)明做進一步描述
實施例1
為充分運用磁體的能量，增加動力輸出，在定子磁體的兩極(N、S極)處，各設一個 轉(zhuǎn)子，如圖2所示。定子部分增設了齒輪箱，內(nèi)有三個相互嚙合的齒輪，將兩個轉(zhuǎn)子發(fā)出的 動力合二為一輸出。
對定子超導磁體的制作，可參照中科院電工所研制的“快速充放電的超導磁體”實施。
圖2所示，轉(zhuǎn)子部分增設了轉(zhuǎn)子套6，使用絕緣材料(電木、尼龍、玻璃鋼等)制成， 作用是防止液氮飛濺，容納超導片3和軟磁片4，并使兩者呈放射狀位于轉(zhuǎn)子軸2周圍。轉(zhuǎn) 子套6用螺栓固定在轉(zhuǎn)子軸2上。轉(zhuǎn)子套6內(nèi)設有安裝超導片3和軟磁片4的框架7。
為了提高冷卻效果，保障超導片3的超導態(tài)不被破壞。轉(zhuǎn)子套6設有液氮進口 8、 液氮出口 9，依靠離心力使液氮在其內(nèi)流動。
框架7上設有許多窗口，以增大超導片3和軟磁片4與液氮的接觸面積。
為減少渦流損失，軟磁片4采用硅鋼疊片，硅鋼疊片的片與片之間絕緣。
為提高超導片3的屏蔽效果，超導片3做成一面開口的盒子形狀，將軟磁片4(硅 鋼疊片)裝于盒子內(nèi)，后置于框架7中。
為了運行平穩(wěn)，減少噪聲，兩轉(zhuǎn)子采取錯位)安裝。圖2所示。
實施例2
如圖3所示，為了獲得大的轉(zhuǎn)矩，增加拖動負載的能力，采用兩個超導磁體、一個 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子置于兩個超導磁體的中央。這樣可將轉(zhuǎn)子做得大一些(有6組超導片和 軟磁片)。
為了避免因磁路閉合使超導片3受磁場的排斥力下降的情況出現(xiàn)，勵磁電流設有 上限。磁場的大小是隨勵磁電流的大小而變化的。通過調(diào)控勵磁電流，來調(diào)控磁場的閉合 程度，可將磁場調(diào)控在未閉合或部分閉合狀態(tài)。
為提高單機(實施例1和2均為單機)功率，可增大超導片3和軟磁片4以及超 導線圈5的尺寸來實現(xiàn)。要獲得特大功率可將多臺單機聯(lián)為一個機組使用。
本發(fā)明工作原理和工作過程如下
如圖1所示，加注液氮，對超導器件冷卻；啟動磁通泵10向超導線圈5充電，定子 即可變成磁力強大的超導磁體。
當轉(zhuǎn)子上的超導片3處在常態(tài)時，呈現(xiàn)非磁性，與定子磁場不產(chǎn)生作用力；而軟磁 片4在磁場中被磁化，與定子磁場產(chǎn)生很大的吸引力，但轉(zhuǎn)子軸2左右兩邊的軟磁片4吸引 力的方向相反，因而相互抵消，轉(zhuǎn)子不動。
當轉(zhuǎn)子上的超導片3進入超導態(tài)后，則呈現(xiàn)完全的抗磁性，定子磁場會對它產(chǎn)生 很大的排斥力(磁懸浮現(xiàn)象)；同時具有了理想的磁屏蔽功能，定子磁場的磁力線不能穿透 左側(cè)的超導片3，因此，使大部分定子磁場的磁力線接觸不到轉(zhuǎn)子軸2左側(cè)的軟磁片4，而使 該軟磁片4與定子磁場的吸引力減小；而轉(zhuǎn)子軸2右側(cè)的軟磁片4與定子磁極間無任何障 礙，所以與定子磁場的吸引力較大。轉(zhuǎn)子軸2左右兩邊軟磁片4與定子磁場產(chǎn)生的吸引力 大小不等，失去平衡，這是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的一個原因。(順時針轉(zhuǎn)動)
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的另一個原因是轉(zhuǎn)子軸2左側(cè)的超導片3與定子磁極間無任何障礙，受 定子磁場的排斥力沒有發(fā)生變化；但轉(zhuǎn)子軸2右側(cè)的超導片3受緊靠它的軟磁片4的遮擋(軟磁片4在磁場中被磁化，具有了磁性，也會對緊靠它的超導片3排斥，但這個排斥力形不 成轉(zhuǎn)矩)，這樣就出現(xiàn)了如下情況定子磁場的磁力線一部分被軟磁片4 (軟磁體)所替代， 因此，右側(cè)超導片3較左側(cè)超導片3受定子磁場的排斥力(可形成轉(zhuǎn)矩的力)減小了。失 去了平衡的條件，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)動。(順時針轉(zhuǎn)動)
運用上述方法對轉(zhuǎn)子軸2兩側(cè)的超導片3和軟磁片4在各對應點受力情況的分 析，得出如下結(jié)論轉(zhuǎn)子上的超導片3和軟磁片4在運行中所做的正功遠大于其做的負功， 這就是有動力輸出的原因。
超導片3和軟磁片4與定子磁極平行時作用力最大，與定子磁極垂直時作用力最 小，作用力由小到大，再由大到小，循環(huán)進行。
轉(zhuǎn)子對定子磁場的N極或S極原理相同。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.超導磁力發(fā)動機，包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于所述定子包括一低溫容器、一超導 線圈和一磁通泵；所述低溫容器使用不銹鋼制成雙層，其中間抽成真空，用來容納液氮，對 超導器件冷卻；所述超導線圈使用高溫超導帶材繞制，充電后可在大的空間形成強磁場，而 且均勻度特別高；所述磁通泵為超導線圈充放電，可采用沃爾格磁通泵，或其它形式的充放 電設備；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸、超導片和軟磁片；所述轉(zhuǎn)子軸使用普通鋼材制成，用來傳輸動 力；所述超導片用高溫超導材料制成，進入超導態(tài)后具有完全的抗磁性，定子磁場對其產(chǎn)生 很大的排斥力，即磁懸浮現(xiàn)象；同時具有理想的屏蔽功能，磁力線不能穿透處于超導態(tài)的超 導片；所述軟磁片使用軟磁材料制成，如硅鋼或電工純鐵等，其作用是與定子磁場產(chǎn)生很大 的吸引力；所述超導片和軟磁片緊貼在一起，呈放射狀固定在轉(zhuǎn)子軸上；所述轉(zhuǎn)子置于定子磁場的磁極處，浸在定子的低溫容器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導磁力發(fā)動機，其特征在于在定子磁場的兩極N極、S極 處，各設一個轉(zhuǎn)子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導磁力發(fā)動機，其特征在于定子可采用兩個超導磁體、一 個轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子置于兩個超導磁體的中央。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導磁力發(fā)動機，其特征在于所述超導片做成一面開口的 盒子形狀，將若干片軟磁片疊裝于盒子內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超導磁力發(fā)動機，其特征在于所述超導片和軟磁片的組合 可以是四組以上。
全文摘要
超導磁力發(fā)動機，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括低溫容器、超導線圈和磁通泵；低溫容器為雙層，中間抽成真空；超導線圈使用高溫超導帶材繞制；磁通泵為超導線圈充放電，可采用沃爾格磁通泵，或其它形式的充放電設備。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸、超導片和軟磁片；轉(zhuǎn)子軸使用鋼材制成，用來傳輸動力；超導片用高溫超導材料制成；超導片和軟磁片緊貼在一起，呈放射狀固定在轉(zhuǎn)子軸上，轉(zhuǎn)子置于定子磁場的磁極處，浸在定子的低溫容器中。本發(fā)明的優(yōu)點是由于采用了超導磁體作為定子磁場，超導線圈具有零電阻特性，所以損耗少、效率高，節(jié)約能源；它不需要水冷卻，也不需要鐵芯，所以重量輕，使用方便；它在運行時蒸發(fā)出的氮氣對生物無任何危害，所以環(huán)保。
文檔編號H02N11/00GK102035439SQ20101058855
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者沈承河, 沈玲儀, 沈紅磊 申請人:沈承河