本发明属于全超导电机，更具体地，涉及一种定转子均工作于直流电流的全超导单极电机。
背景技术：
1、超导电机是一种使用超导材料制作定子或转子磁体的电机。它应用超导材料零电阻的特性，使超导材料制作的超导磁体可以通过远大于常规铜绕组的电流。该技术可以显著的提高电机的功率密度和转矩密度，并显著减小电机的重量和尺寸。基于以上优点，超导电机常用于风力发电、船舶推进、航空发动机等领域。
2、超导电机可分为两类：半超导电机和全超导电机。在半超导电机中，使用铜或铝导线制作电枢绕组；在全超导电机中，使用超导材料制作电枢绕组。超导带材在导通直流电时，导通电阻为0；在导通交流电时，会产生交流损耗。而这部交流损耗发热功率对于几十k的低温环境来说，是巨大的，将显著增加这冷功率和成本。因此，导通交流电的电枢绕组通常采用铜或铝材料，这就是半超导电机比较常见的原因之一。在全超导电机中，为了避免超导电枢绕组的交流损耗过大，往往将电机设计为较低转速。所以全超导电机常应用于低速领域。
3、因此，亟需设计一种电机，可以避免超导带材导通交流电带来的交流损耗问题，使全超导电机可以应用于高速领域。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种定转子均工作于直流电流的全超导单极电机，由此解决现有全超导电机的超导电枢因导通交流电流而产生超导交流损耗的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，包括定子轭、转子轭、定子超导励磁绕组、转子超导电枢和集电环；
3、所述定子轭的内部沿其轴向设有环形腔，所述定子超导励磁绕组、所述集电环和所述转子轭依次同轴设置于所述环形腔内；
4、所述转子轭的外表面与所述定子轭的环形腔表面形成单气隙结构；
5、所述集电环连接外部直流电流；
6、所述转子超导电枢包括多个沿所述转子轭轴向设置的电枢绕组，所述电枢绕组的端部通过电刷连接于所述集电环。
7、优选地，所述集电环包括同轴设置的右侧集电环和左侧集电环。
8、优选地，所述转子超导电枢包括第一电枢绕组、第二电枢绕组、第三电枢绕组和第四电枢绕组；所述第一电枢绕组、第二电枢绕组、第三电枢绕组和第四电枢绕组分别沿所述转子轭的内外表面轴向设置。
9、优选地，所述电刷包括第一右侧电刷，所述第一右侧电刷设置于所述第三电枢绕组的端部，所述第一右侧电刷用于连接所述第三电枢绕组与所述右侧集电环。
10、优选地，所述电刷还包括第二右侧电刷，所述第二右侧电刷设置于所述第一电枢绕组的端部，所述第二右侧电刷用于连接所述第一电枢绕组与所述右侧集电环。
11、优选地，还包括右侧励磁电流引线，所述右侧励磁电流引线连接于所述右侧集电环，用于向所述右侧集电环通入直流电流。
12、优选地，还包括左侧励磁电流引线，所述左侧励磁电流引线连接于所述左侧集电环，用于向所述左侧集电环通入直流电流。
13、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
14、1、本发明提出的定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，定子轭的内部沿其轴向设有环形腔，转子轭同轴设置于环形腔内，转子轭的外表面与定子轭的环形腔表面形成单气隙结构，并在电枢和励磁绕组中都导通直流电流，以在电枢和转子中产生电磁转矩。该电机的定子和转子均使用直流电流，避免了超导材料导通交流电流而产生交流损耗的问题。
15、2、本发明提出的定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，将集电环、电刷设置于电机的两端，相比于现有电机的结构易于维护。
1.一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，其特征在于，包括定子轭(21)、转子轭(31)、定子超导励磁绕组(23)、转子超导电枢和集电环；
2.根据权利要求1所述的一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，其特征在于，所述集电环包括同轴设置的右侧集电环(24)和左侧集电环(25)。
3.根据权利要求2所述的一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，其特征在于，所述转子超导电枢包括第一电枢绕组(32)、第二电枢绕组(33)、第三电枢绕组(34)和第四电枢绕组(39)；所述第一电枢绕组(32)、第二电枢绕组(33)、第三电枢绕组(34)和第四电枢绕组(39)分别沿所述转子轭(31)的内外表面轴向设置。
4.根据权利要求3所述的一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，其特征在于，所述电刷包括第一右侧电刷(36)，所述第一右侧电刷(36)设置于所述第三电枢绕组(33)的端部，所述第一右侧电刷(36)用于连接所述第三电枢绕组(33)与所述右侧集电环(24)。
5.根据权利要求4所述的一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，其特征在于，所述电刷还包括第二右侧电刷(37)，所述第二右侧电刷(37)设置于所述第一电枢绕组(32)的端部，所述第二右侧电刷(37)用于连接所述第一电枢绕组(32)与所述右侧集电环(24)。
6.根据权利要求5所述的一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，其特征在于，还包括右侧励磁电流引线(26)，所述右侧励磁电流引线(26)连接于所述右侧集电环(24)，用于向所述右侧集电环(24)通入直流电流。
7.根据权利要求6所述的一种定转子均工作于直流电流的全超导电极电机，其特征在于，还包括左侧励磁电流引线(27)，所述左侧励磁电流引线(27)连接于所述左侧集电环(25)，用于向所述左侧集电环(25)通入直流电流。