本發(fā)明屬于電機領域，更具體地，涉及一種徑向超導電機的轉子結構及徑向超導電機。

背景技術：

1、航空業(yè)因其依賴高能量密度燃料從而難以減少二氧化碳的排放，近年來，航空業(yè)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟中增長最快的碳排放源之一。飛機電氣化為航空業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展提供重要途徑。目前的電推進電機的電磁性能難以滿足飛機發(fā)動機需求。超導電機具有體積小、重量輕、效率高的優(yōu)點，為實現(xiàn)大功率航空電推進提供了可能性。然而，在結構緊湊的超導電機中，轉子鐵心的周向空間尺寸有限，超導磁體的體積會限制電機功率密度的提升，造成超導電機的性能下降，在高溫區(qū)工作的超導電機受到的影響更加顯著。

2、目前，超導電機采用空氣芯結構與金塔式的超導磁體結構以改善超導電機的功率密度?？諝庑境瑢щ姍C將鐵心替換為非導磁材料與空氣，這將顯著降低超導電機的重量，提升電機的功率密度，但是，這將導致超導帶材用量的劇增，基于超導帶材的成本較高，對于超導電機是不利的；此外，無鐵心結構下，超導帶材的交流損耗將進一步增大，由于無鐵心的存在，超導帶材的工作電流受背景磁場的影響更大，臨界電流將變小。金塔式的超導電機是將超導磁體轉變?yōu)楫愋谓Y構，以更少的超導帶材換取更高的電磁負荷，進而提高電機的功率密度，但是，這種結構對于超導磁體的加工、制造更加困難；電機的極對數(shù)更少，繞組的端部用量增多；高電磁負荷減小鐵軛的厚度以減輕重量的效果也會受到極對數(shù)減小導致鐵軛更加飽和的抑制。

3、目前超導電機的超導磁體占電機周向空間較大，造成超導電機的鐵齒飽和，電機的極對數(shù)提升困難，從而難以提升電機的功率密度的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對相關技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種徑向超導電機的轉子結構，旨在解決超導電機的超導磁體占電機周向空間較大，造成超導電機的鐵齒飽和，電機的極對數(shù)提升困難，從而難以提升電機的功率密度的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種徑向超導電機的轉子結構，包括：轉子芯和超導磁體；

3、所述轉子芯包括多個轉子齒與和轉子軛；所述轉子齒在轉子芯的周向等間隔排布，所有轉子齒結構相同；

4、所述超導磁體跨繞在所述轉子芯的轉子軛上，且在周向等間隔排布。

5、可選的，相鄰的兩個超導磁體中通入的電流相反，在相鄰的兩個轉子齒產(chǎn)生的磁場極性相反。

6、可選的，所述超導磁體為跑道形磁體結構。

7、可選的，每個所述超導磁體包括多個超導線圈與多層導熱板，所述超導線圈和導熱板間隔層疊設置；

8、每個所述超導線圈均為跑道形結構。

9、可選的，所述超導線圈采用高溫超導帶材。

10、可選的，所述超導磁體的兩側面與相鄰的轉子齒之間間距相等。

11、可選的，所述超導磁體的內(nèi)側面與轉子軛相距預設距離。

12、可選的，所述超導磁體的外側面低于轉子齒的齒部端面。

13、第二方面，本發(fā)明還提供了一種徑向超導電機，包含如第一方面任一項所述的徑向超導電機的轉子結構。

14、通過本發(fā)明所構思的以上技術方案，與現(xiàn)有技術相比，能夠取得以下有益效果：

15、1、本發(fā)明提供了一種徑向超導電機的轉子結構，通過將超導磁體跨繞在轉子芯的軛部，從而提高轉子空間的利用率來增大電機的極對數(shù)，進而降低鐵齒的飽和，提升電機的功率密度。解決超導電機的超導磁體占電機周向空間較大，造成超導電機的鐵齒飽和，電機的極對數(shù)受限，從而難以提升電機的功率密度的問題。實現(xiàn)了提高徑向超導電機的功率密度，降低結構復雜度和簡化加工流程的有益效果。

16、2、本發(fā)明提供了一種徑向超導電機的轉子結構，超導磁體采用多個超導線圈與多層導熱板間隔層疊設置，并且超導線圈采用高溫超導帶材，不僅實現(xiàn)了改善超導電機的功率密度，同時，對于結構緊湊、高溫區(qū)工作的超導電機效果更加顯著。

技術特征：

1.一種徑向超導電機的轉子結構，其特征在于，包括：轉子芯(1)和超導磁體(2)；

2.如權利要求1所述的轉子結構，其特征在于，相鄰的兩個超導磁體(2)中通入的電流相反，在相鄰的兩個轉子齒(3)產(chǎn)生的磁場極性相反。

3.如權利要求1所述的轉子結構，其特征在于，所述超導磁體(2)為跑道形磁體結構。

4.如權利要求3所述的轉子結構，其特征在于，每個所述超導磁體(2)包括多個超導線圈(9)與多層導熱板(10)，所述超導線圈(9)和導熱板(10)間隔層疊設置；

5.如權利要求4所述的轉子結構，其特征在于，所述超導線圈(9)采用高溫超導帶材。

6.如權利要求1所述的轉子結構，其特征在于，所述超導磁體(2)的兩側面與相鄰的轉子齒(3)之間間距相等。

7.如權利要求1所述的轉子結構，其特征在于，所述超導磁體(2)的內(nèi)側面與轉子軛(4)相距預設距離。

8.如權利要求1所述的轉子結構，其特征在于，所述超導磁體(2)的外側面低于轉子齒(3)的齒部端面。

9.一種徑向超導電機，其特征在于，包含如權利要求1-8任一項所述的徑向超導電機的轉子結構。

技術總結
本發(fā)明公開了一種徑向超導電機的轉子結構及徑向超導電機，屬于電機領域。一種徑向超導電機的轉子結構，包括：轉子芯和超導磁體；轉子芯包括多個轉子齒與和轉子軛；轉子齒在轉子芯的周向等間隔排布，所有轉子齒結構相同；超導磁體跨繞在所述轉子芯的轉子軛上，且在周向等間隔排布。通過將超導磁體跨繞在轉子芯的軛部，提高轉子空間的利用率來增大電機的極對數(shù)，進而降低鐵齒的飽和，提升電機的功率密度。解決超導電機的超導磁體占電機周向空間較大，造成超導電機的鐵齒飽和，電機的極對數(shù)受限，難以提升電機的功率密度的問題。實現(xiàn)了提高徑向超導電機的功率密度，降低結構復雜度和簡化加工流程的有益效果。

技術研發(fā)人員：張萬宇,張遠志,曲榮海,方海洋,李大偉,程頤,郝圣橋
受保護的技術使用者：華中科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19