[发明专利]直线感应同步电机

说明书

本发明提供一种直线感应同步电机，至少包括定子和动子；其中动子包括：保温设备；鼠笼，鼠笼设置在保温设备内。本发明的有益效果如下：结构简单，制造与维护成本低。由于高温超导材料的应用，电机的体积小，损耗小，效率高。在起动过程中，工作在异步模式，电机特性与直线感应电机相同，因此相较于直线同步电机，具有起动操作简单的优势，并且不需要对定子进行定位。在起动之后正常运行时为同步模式，特性与直线同步电机相同，因此具有控制灵活、调速简单的优点，且在高速运行时效率高，十分适合高速、长时间运行。不需要失超保护，即使导条失超，电机便会自动工作在异步模式，电机特性退化为普通直线感应电机特性，仍然可以正常运行。

技术领域

本发明涉及一种高温超导直线感应同步电机。

背景技术

超导现象于1911年被发现，并且由于其零电阻特性、迈斯纳效应等优良特性迅速在世界范围内得到研究者们的关注。但是由于超导体的临界温度比较低，通常为0K～10K(低温超导体)，超导体的应用场合大大受限。因此，很多科学家致力于寻找临界温度较高的超导材料。随着越来越多的高临界温度的超导材料被发现，超导体发展进入高温超导时代，超导体的临界温度已经可以达到30K～77K，在液氮环境下即可使材料进入超导态。相较于低温超导而言，高温超导的临界温度大大提高，对制冷要求大大降低，使超导体的应用难度大大降低。目前，高温超导带材和块材已经实现工业化量产，使用带材和块材等超导材料可以生产出超导磁体、超导电缆、超导变压器、超导电机等一系列超导电力设备。与传统常规导体电力设备相比，超导电力设备具有损耗低、效率高、体积小、成本低等优势。

与传统的长定子直线感应电机相同，高温超导直线感应同步电机也分为定子和动子两部分。其中，定子为常导体三相绕组，动子为超导带材和常规导体共同组成的平面鼠笼。定子三相绕组通入三相交流电，在定子轨道上产生沿直线运动的行波磁场，该磁场在动子鼠笼中感应出动子电流，运行到某一时刻，该动子电流作为励磁电流在闭合超导带材中产生出动子磁场，动子磁场与定子行波磁场相互作用，产生推力，使动子沿直线运动。

高温超导直线感应同步电机在起动时，动子电流流经鼠笼中的常导体导条，运行原理与普通长定子直线感应电机相同；运行到某一时刻时，动子电流流经超导体闭合导条，运行原理与普通长定子直线同步电机相同，因此被称为感应同步电机。

目前的高温超导感应同步旋转电机，通过在传统鼠笼式异步电机中的鼠笼上加装超导导条实现。由于加装了超导导条，异步电机在高速运行时不再需要转差率来维持转子的励磁电流，因此可以实现同步运行。其原理与本专利中的高温超导直线感应同步电机大致相同。

目前的直线感应电机主要分为长定子和短定子两种。短定子直线感应电机的动子为三相绕组，产生行波磁场，相当于旋转式异步电机的定子；定子轨道上为金属板或者金属导条，用于产生感应电流和感应磁场。长定子直线感应电机的定子轨道为三相绕组，产生行波磁场，动子为金属板或者金属导条，用于产生感应电流和动子磁场。

目前的直线同步电机主要为长定子形式，即定子轨道为三相绕组，动子为永磁体或者直流励磁磁体，也可以为超导磁体。动子运动的速度为同步速，因此控制定子电流频率即可控制电机运行速度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提出了一种适用于大功率和高速度的直线驱动场合的直线感应同步电机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种直线感应同步电机，至少包括定子和动子；其中所述动子包括：保温设备；鼠笼，所述鼠笼设置在所述保温设备内。

优选地，所述保温设备包括：杜瓦；制冷剂，所述制冷剂设置在所述杜瓦内；所述鼠笼设置在所述杜瓦内，所述鼠笼设置在所述制冷剂内。

优选地，所述保温设备包括：杜瓦；制冷机，所述制冷机设置在所述杜瓦上；所述鼠笼设置在所述杜瓦内。

优选地，所述鼠笼包括：导条，多根所述导条间隔设置；端条，两根所述端条分别连接多根所述导条的两端。