专利名称：一种超导旋转发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型超导旋转发电机，属于发电设备类，是现在实际应用中的超 导旋转发电机的更新换代产品。产出绿色电能，改变发电质量，改善发电效率。改变用传统 能源发电的模式，没有污染，它可以应用到各个领域，满足各种领域使用电能的需要。本发明涉及的新型超导旋转发电机，它借助特有的超导线圈和超导电机，不仅可 以通过超导线圈获得反常约瑟夫森效应，而且在加电时，在不使用保证超导状态的传统可 旋转低温容器的情况下通过永磁体的同极排斥在转子上施加传动转矩来获得这一效应，并 且可以获得连续的旋转运动，这样在几乎不消耗电力和其它能源的情况下可改善发电效 率。今天的发电站中，使用的一般都是有限的自然资源，例如油、煤和核燃料，但是它 们产生有害的副产品并且造成环境污染，而且投资巨大，现在实际使用的超导旋转发电机 都是使用传统能源做动力。本发明涉及一种新型超导旋转发电机不使用传统能源做动力， 与现有的超导旋转发电机相比，无论是从发明的技术还是从制造工艺及材料性能方面有着 本质区别。
背景技术：
按照传统的超导旋转发电机，必须提供可旋转低温容器来保持超导状态。使用氮 气或者氦气的可旋转低温容器来提供。但是，可旋转低温容器会必然地增加设备尺寸以及具有运行难度，并且发出电力
非常小。永磁体的同极相互排斥，而异极相互吸引，这样，即使负极和正极分别切割成非常 薄的小片的话，它们中之一也会磁化负极而另一个会磁化正极，从而难于获得旋转运动。
发明内容
本发明的主要目的是提供新式的超导旋转发电机，它包括有圆柱形框架、圆柱形 永磁定子、包括有一次线圈和二次超导线圈的定子线圈以及在超导线圈之内布置的转子， 借此，反常约瑟夫森效应就可以获得，这不仅通过超导线圈获得这一效应，而且当加电时， 可通过永磁体的同极排斥在转子上施加传动转矩来获得自身不停旋转发电这一效应。现在实际使用的超导旋转发电机都是使用传统能源做动力。本发明涉及一种新型 超导旋转发电机不使用传统能源做动力，与现有的超导旋转发电机相比，无论是从发明的 技术还是从制造工艺及材料性能方面等都有着本质区别。本发明的另一个目标是为超导旋转发电机提供新式的超导定子线圈，借此，卓越 的反常约瑟夫森效应可低成本获得。本发明的另一目标是为超导旋转发电机提供新式的永磁体定子，借此，可以保持 连续旋转运动。本发明的进一步目标是为超导旋转发电机提供新式的转子，借此，可以保持超导状态。本发明的技术产品能够产出绿色电能，改变发电质量，改善发电效率。改变用传统 能源发电的模式，没有污染，它可以应用到各个领域，满足各种领域使用电能的需要。
图1是本发明的超导旋转发电机的正视图；图2是图1所示的超导旋转发电机的平面图；图3是沿着图1的III - III线获取的水平剖面图；图4是沿着图2的IV - IV线获取的垂直剖面图；图5是沿着图4的V - V线获取的水平示意剖面图；图6是如图4所示围绕一次线圈的内表面缠绕的超导线圈的较大的方的水平示意 剖面图；图7是图4所示的定子之内旋转布置的转子的正视图；图8是图4所示的定子的弓形永磁体的放大平面图；图9是图8所示的弓形永磁体的右视图；图10是图4所示的弓形永磁体的放大平面图；图11是图10所示的弓形永磁体的右视具体实施例方式把文字叙述连同如下所附图纸一起予以考虑时，本发明的目标和优点可予以实 现现在参照所附图纸，在所有的图纸中，同样的参考号指定同样的零件，如在图纸1、 2、3中表是本发明的超导旋转发电机的编号为10。超导旋转发电机10包括圆柱形非磁框架12和围绕圆柱形非磁框架12的内表面 整体安装的定子14。定子14的每一个环均包括有三个弓形永磁体14a、14a和14a，它们详细地显示于 图8和图9中。若干的环纵向地堆叠在圆柱形非磁框架12的内表面上。弓形永磁体14a具有一个外表面，半径约等于圆柱形框架12的内表面的半径。定子线圈42围绕圆柱形非磁框架12的内表面予以整体安装，定子线圈42包括有 一次线圈44 (由超细铜(Cu)丝构成)，和二次线圈46 (由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、 CuO和Sr的超导合金的超细丝构成)二次线圈46由一层铜(Cu)整体覆盖，这一铜层又由一层绝缘层来覆盖。转子20包括有具有给定直径和长度的非磁轴22，围绕非磁轴22外周整体提供的 圆柱形非磁托架24，围绕非磁托架24套功的永磁圆筒(柱)，以及在转子20的端部提供的 端盘26b。永磁圆筒26由若干的永磁环组成，每一个环均包括有一对弓形或者半圆柱形永 磁体26a和26b，如图10和11所示。在定子14之内旋转的转子20的外周的直径小于定子14的直径。转子20的可旋转非磁轴22具有给定的直径和长度，这样转子20可在定子14之内旋转，并且轴22的一端予以伸长来允许辅助电机50的整体提供。转子20在与二次线圈46的内表面成并列间隔关系的定子14之内同心并且可旋 转，并且在定子14的内周和转子20的外周之间具有圆柱形间隙40。如图7所示，永磁圆筒26的环(每一个环均由一对弓形或者办圆柱形永磁体26a 所组成)相应于弓形永磁体14a径向、同心地提供，并且沿纵向具有15到30度角之间的径 向延迟。
依据情况，当每一弓形永磁体14a的内周磁化负极时，半圆形永磁体26a的内周也 磁化负极。另一方面，当弓形永磁体的内周磁化正极时，半圆形永磁体26a的内周也磁化正 极。所以，传动转矩通过永磁体14a和26a的同极排斥力施加到转子20上来产生持续 的旋转运动。在旋转轴22的两个端部附近配备有一对轴承28，它们分别接收一对圆柱形穴 30a,这一对圆柱形穴30a在各自的非磁形盘端盖30的每一内中部处构成。旋转轴22穿过 盘端盖30的各自的中央开口 30b。在非磁形盘端盖30的周边附近，若干的小开口 30c以规律间隔予以提供。在端盖 224的配合部分处提供有若干的小开孔24a，在非磁框架12的端部的配合部分处提供有若 干的小孔穴12a，在中央开孔30b的附近提供有一对小开孔30d，这分别允许一次线圈44和 二次线圈46的一对导线44a和46a的穿过。螺栓32螺接到小开孔30c上，这样把端盘盖30安到圆柱形非磁框架12的端部， 以便于超导旋转发电机10可架构而成。如图1和4所示，辅助电机50在旋转轴22的深长部分处整体提供。在图4中，定子线圈42包括有意螺旋形式缠绕的一次铜(Cu)线圈44何以螺旋形 式围绕一次铜(Cu)线圈44的内表面缠绕的二次超导线圈46。按照前述，一次线圈44的导线44a和二次超导线圈46的导线46a穿过端盘24的 小开孔24b和小开孔30d并且这俩个导线44a和46a连接到蓄电池上。如前所述，一次铜(Cu)线圈44包括有若干的螺旋缠绕的超细多导 (multi-conducting)丝，而二次线圈46也包括有若干的螺旋缠绕的超细多导丝，每一超导 丝均由由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga, V3Ge, Bi、Ca、CuO和Sr的超导合金制成。二次超导线圈46整体用铜(Cu)层48所覆盖，而在铜层之上又用绝缘层49所覆 盖(见图6)。防过充电路104还连接有防过充电路108，其拥有过充表110和防振荡电路。防过充电路108连接有控制装置14，其拥有外翻转开关114a和自动-手动转换开 关 114b。此外，定时器118还连接到外翻转开关114上。具有如一个D/C逆变器122与控 制装置114相连接，同时也与防过充电路104相连接。超导旋转发电机10连接到控制装置 114和D/A逆变器122之间的中点处。而铅电池106中的电流就会通过反过度充电电路104和其他电路流入到超导旋转 发电机10和辅助电机50中，从而使这俩台机器能够发动。
当电流流过原线圈44和超导合金制成的次级线圈46，然后流入辅助电机50时，与磁通量成直角的持续旋转运动就会带动转子20旋转起来。圆柱形永磁铁定子14上的弧形永磁铁14a与圆柱形永磁铁定子14上的弧形永磁 铁26a呈同心圆的辐射状结构。更确切地说，弧形永磁铁26a沿圆周纵向地围在弧形永磁铁14a的外侧，且俩个永 磁铁之间是呈15至30度的辐射延迟。因此，当弧形永磁铁14a的内圆周被磁化为负极时，弧形永磁铁26a内圆周也被磁 化为负极。与此同时，当弧形永磁铁26a的外圆周被磁化为正极时，弧形永磁铁14a的内圆 周也被磁化为正极，这样的话，弧形永磁铁14a和26a所产生的同极排斥力就会对转子20 施加驱动力矩。在这个发明中，不需要使用常规可旋转低温系统来维持超导状态，也不需要获得 极佳的约瑟夫森效应。为启动辅助电机50，电流要首先从供应电流的铅电池106中流出，而 获得一次持续的旋转动力来提高发电效率的话，几乎是不需要消耗来源于铅电池106中的 电流。
权利要求
超导旋转发电装置的组成部分包括一个带有内圆周表层圆柱形的架固定在圆柱形框架的内圆周表层四周的圆柱形定子，该圆柱形定子由数个永磁铁环构成，其中每个永磁铁环由带有外部弧形表层的三个弧形永磁铁组成，永磁铁环的半径大约等于圆柱形框架的内圆周表层半径，并且这三个弧形永磁铁有外部弧形表层，从而可以啮合圆柱形框架的内圆周表层和圆柱形定子另外一端的端盖；圆柱形定子有一个内表层；圆柱形定子的内表层周围放置的是一个定子线圈，定子线圈是有一个原线圈和一个次级线圈构成，原线圈另外有一个细铜丝，该细铜丝由超导合金构成，合金所含元素有Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO和Sr。而次级线圈被镀了一层铜，并且在铜层外边包裹着一层绝缘层；在圆柱形定子内侧周围放置的是一个转子并且该转子可以旋转，而且将其与定子的线圈隔开一段距离，而该转子包含一个不带磁性的旋转轴和一个支撑物，该支撑物与这个不带磁力的旋转轴构成一个整体，位于该不带磁力的旋转轴周围。在这个不带磁力的旋转轴周围放置着几个永磁铁环，其中转子上的每个永磁铁环由一对弧形永磁铁构成，并且在转子的另一端有一对不带磁性的终盘。
2.在要求1中的超导旋转发电装置中所提到的转子中，成对的弧形永磁铁被放置在圆 柱形的非磁性支撑物的四周位置，并且与其轴成平行方向。转子中的每一个弧形永磁铁的 长度和宽度都是预先设置的，并且在轴方向上有一个15和30度的辐射延迟。
3.要求2中提到的超导旋转发电装置，其中端盖和不带磁性终盘端盖均有小的开口， 并且初级线圈和次级线圈上均由阴线穿过这些小口。
4.要求1中提到的其中端盖超导旋转发电装置和不带磁性终盘端盖均有小的开口，并 且初级线圈和次级线圈上均由阴线穿过这些小口。
5.圆柱形框架的另一端的一对不带磁性终盘端盖，每个终盘端盖有一个轴承座支撑着 转子上不带磁性旋转轴的一端；而且转子中不带磁性的旋转周的一端连有辅助电机。一个反过度充电电路；连接在反过度充电电路上的另一个反过度充电电路，而这个被 连接的反过度充电电路有一个反充电电表和一个连接其上的反颤振电路。
全文摘要
一种超导旋转发电机包括一个圆柱形框架，一个围绕圆柱形框架内周整体安装的定子和一个同心布置的转子，这一转子在定子之内旋转，与定子的内表面成并列间隔关系，并且在定子的内周和转子的外周之间具有圆柱形间隙。定子线圈包括有由超细铜(Cu)丝构成的一次线圈和由包括Cu、Nb3Sn、V3Ga、V3Ge、Bi、Ca、CuO和Sr的超导合金的超细丝构成的二次线圈。二次线圈覆盖有绝缘层。没有传统的可旋转低温容器的情况下，强烈反常约瑟夫森效应也能获得，产出绿色电能，改变发电质量，改善发电效率。改变用传统能源发电的模式，没有污染，它可以应用到各个领域，满足各种领域使用电能的需要。
文档编号H02K55/00GK101847925SQ20101019609
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者彭浩 申请人:彭浩