[发明专利]超导磁力发动机

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种超导磁力发动机。

背景技术

内燃机在大量消耗着日益减少的石油资源，其效率低、能耗高，而且排气污染严重，给人们带来了巨大的压力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构新颖、制造容易、使用轻便、效率高、无污染的超导磁力发动机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超导磁力发动机，包括定子和转子，其特征在于：所述定子包括一低温容器、一超导线圈和一磁通泵；所述低温容器使用不锈钢制成双层，其中间抽成真空，用来容纳液氮，对超导器件冷却，也作为整机的机座；所述超导线圈使用高温超导带材绕制，充电后可在大的空间形成强磁场，而且均匀度特别高；所述磁通泵为超导线圈充放电，可采用沃尔格磁通泵，或其它形式的充放电设备。

所述转子包括转子轴、超导片和软磁片；所述转子轴使用普通钢材制成，用来传输动力；超导片用高温超导材料制成，进入超导态后具有完全的抗磁性，定子磁场对其产生很大的排斥力，即磁悬浮现象；同时具有理想的屏蔽功能，磁力线不能穿透处于超导态的超导片；软磁片使用软磁材料制成，如硅钢或电工纯铁等，其作用是与定子磁场产生很大的吸引力。

超导片和软磁片紧贴在一起，呈放射状固定在转子轴上，超导片和软磁片可以是四片以上。转子置于定子磁场的磁极处，浸在定子的低温容器中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于采用了超导磁体作为定子磁场，超导线圈具有零电阻特性，所以损耗少、效率高，节约能源；它不需要水冷却，也不需要铁芯，所以重量轻，使用方便；它在运行时蒸发出的氮气对生物无任何危害，所以环保。

附图说明

图1是本发明的基本结构及工作原理示意图；

图2是本发明第一实施例的结构示意图；

图3是本发明第二实施例的结构示意图。

图中标记为：

1、低温容器；2、转子轴；3、超导片；4、软磁片；5、超导线圈；6、转子套；7、框架；8、液氮进口；9、液氮出口；10、磁通泵。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：

实施例1

为充分运用磁体的能量，增加动力输出，在定子磁体的两极(N、S极)处，各设一个转子，如图2所示。定子部分增设了齿轮箱，内有三个相互啮合的齿轮，将两个转子发出的动力合二为一输出。

对定子超导磁体的制作，可参照中科院电工所研制的“快速充放电的超导磁体”实施。

图2所示，转子部分增设了转子套6，使用绝缘材料(电木、尼龙、玻璃钢等)制成，作用是防止液氮飞溅，容纳超导片3和软磁片4，并使两者呈放射状位于转子轴2周围。转子套6用螺栓固定在转子轴2上。转子套6内设有安装超导片3和软磁片4的框架7。

为了提高冷却效果，保障超导片3的超导态不被破坏。转子套6设有液氮进口8、液氮出口9，依靠离心力使液氮在其内流动。

框架7上设有许多窗口，以增大超导片3和软磁片4与液氮的接触面积。

为减少涡流损失，软磁片4采用硅钢叠片，硅钢叠片的片与片之间绝缘。

为提高超导片3的屏蔽效果，超导片3做成一面开口的盒子形状，将软磁片4(硅钢叠片)装于盒子内，后置于框架7中。

为了运行平稳，减少噪声，两转子采取错位(45°)安装。图2所示。

实施例2

如图3所示，为了获得大的转矩，增加拖动负载的能力，采用两个超导磁体、一个转子的结构，转子置于两个超导磁体的中央。这样可将转子做得大一些(有6组超导片和软磁片)。

为了避免因磁路闭合使超导片3受磁场的排斥力下降的情况出现，励磁电流设有上限。磁场的大小是随励磁电流的大小而变化的。通过调控励磁电流，来调控磁场的闭合程度，可将磁场调控在未闭合或部分闭合状态。

为提高单机(实施例1和2均为单机)功率，可增大超导片3和软磁片4以及超导线圈5的尺寸来实现。要获得特大功率可将多台单机联为一个机组使用。

本发明工作原理和工作过程如下：

如图1所示，加注液氮，对超导器件冷却；启动磁通泵10向超导线圈5充电，定子即可变成磁力强大的超导磁体。

当转子上的超导片3处在常态时，呈现非磁性，与定子磁场不产生作用力；而软磁片4在磁场中被磁化，与定子磁场产生很大的吸引力，但转子轴2左右两边的软磁片4吸引力的方向相反，因而相互抵消，转子不动。