专利名称：超导磁力发动机的制作方法
超导磁力发动机技术领域
本发明属于电机技术领域，具体涉及一种超导磁力发动机。
技术背景
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，而且均勻度特别高； 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。
图1是本发明的基本结构及工作原理示意图2是本发明第一实施例的结构示意图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)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。
当转子上的超导片3进入超导态后，则呈现完全的抗磁性，定子磁场会对它产生 很大的排斥力(磁悬浮现象)；同时具有了理想的磁屏蔽功能，定子磁场的磁力线不能穿透 左侧的超导片3，因此，使大部分定子磁场的磁力线接触不到转子轴2左侧的软磁片4，而使 该软磁片4与定子磁场的吸引力减小；而转子轴2右侧的软磁片4与定子磁极间无任何障 碍，所以与定子磁场的吸引力较大。转子轴2左右两边软磁片4与定子磁场产生的吸引力 大小不等，失去平衡，这是转子转动的一个原因。(顺时针转动)
转子转动的另一个原因是转子轴2左侧的超导片3与定子磁极间无任何障碍，受 定子磁场的排斥力没有发生变化；但转子轴2右侧的超导片3受紧靠它的软磁片4的遮挡(软磁片4在磁场中被磁化，具有了磁性，也会对紧靠它的超导片3排斥，但这个排斥力形不 成转矩)，这样就出现了如下情况定子磁场的磁力线一部分被软磁片4 (软磁体)所替代， 因此，右侧超导片3较左侧超导片3受定子磁场的排斥力(可形成转矩的力)减小了。失 去了平衡的条件，转子会转动。(顺时针转动)
运用上述方法对转子轴2两侧的超导片3和软磁片4在各对应点受力情况的分 析，得出如下结论转子上的超导片3和软磁片4在运行中所做的正功远大于其做的负功， 这就是有动力输出的原因。
超导片3和软磁片4与定子磁极平行时作用力最大，与定子磁极垂直时作用力最 小，作用力由小到大，再由大到小，循环进行。
转子对定子磁场的N极或S极原理相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.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；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 且均勻度特别高；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；所述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；所述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；所述超导片和软磁片紧贴在一起，呈放射状固定在转子轴上；所述转子置于定子磁场的磁极处，浸在定子的低温容器中。
2.根据权利要求1所述的超导磁力发动机，其特征在于在定子磁场的两极N极、S极 处，各设一个转子。
3.根据权利要求1所述的超导磁力发动机，其特征在于定子可采用两个超导磁体、一 个转子的结构，转子置于两个超导磁体的中央。
4.根据权利要求1所述的超导磁力发动机，其特征在于所述超导片做成一面开口的 盒子形状，将若干片软磁片叠装于盒子内。
5.根据权利要求2所述的超导磁力发动机，其特征在于所述超导片和软磁片的组合 可以是四组以上。
全文摘要
超导磁力发动机，包括定子和转子，定子包括低温容器、超导线圈和磁通泵；低温容器为双层，中间抽成真空；超导线圈使用高温超导带材绕制；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。转子包括转子轴、超导片和软磁片；转子轴使用钢材制成，用来传输动力；超导片用高温超导材料制成；超导片和软磁片紧贴在一起，呈放射状固定在转子轴上，转子置于定子磁场的磁极处，浸在定子的低温容器中。本发明的优点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。
文档编号H02N11/00GK102035439SQ20101058855
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者沈承河, 沈玲仪, 沈红磊 申请人:沈承河