CN114649919A - 多相超导直线电磁推进系统 - Google Patents

多相超导直线电磁推进系统 Download PDF

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CN114649919A CN202011499816.5A CN202011499816A CN114649919A CN 114649919 A CN114649919 A CN 114649919A CN 202011499816 A CN202011499816 A CN 202011499816A CN 114649919 A CN114649919 A CN 114649919A
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Abstract

本发明涉及电机技术领域，公开了一种多相超导直线电磁推进系统。其中，该系统包括初级单元和次级单元，所述初级单元包括圆筒形初级基板以及设置在所述初级基板内侧沿运动方向依次连接排列的多个推进导向初级线圈，多个所述推进导向初级线圈联结形成三相初级电枢绕组，所述推进导向初级线圈为圆环形线圈且圆环形线圈所在的平面与运动方向垂直；所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器和设置在所述制冷容器中的多个圆环形超导线圈或超导块材，多个圆环形超导线圈或超导块材励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。

Description

多相超导直线电磁推进系统
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种多相超导直线电磁推进系统。
背景技术
超导直线电磁推进系统是利用超导磁体产生的强磁场，橇车前行时与布置在地面上的线圈电流相互作用，产生电动斥力将橇车浮起，悬浮气隙较大，一般为100mm左右，推进速度可达每小时500km以上。现有的平板形磁悬浮推进系统具有速度快、加速度大、能耗低、维修少、污染小、噪声低、寿命长等诸多优点，但仍然存在一些不足：(1)系统的空间利用率低、推力密度低、推力波动大、交流损耗高；(2)超导线圈结构复杂、成本高、可靠性低；(3)超导磁体所形成的磁场在车上是开放的，漏磁严重，磁场屏蔽难度大。
发明内容
本发明提供了一种多相超导直线电磁推进系统，能够解决现有技术中的问题。
本发明提供了一种多相超导直线电磁推进系统，其中，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板以及设置在所述初级基板内侧沿运动方向依次连接排列的多个推进导向初级线圈，多个所述推进导向初级线圈联结形成三相初级电枢绕组，所述推进导向初级线圈为圆环形线圈且圆环形线圈所在的平面与运动方向垂直；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器和设置在所述制冷容器中的多个圆环形超导线圈或超导块材，多个圆环形超导线圈或超导块材励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
优选地，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向导体板，四组所述导向导体板沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈的外侧，所述导向导体板为瓦片形。
优选地，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向短路线圈，四组导向短路线圈沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈的边围成的面为圆弧面。
优选地，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向短路线圈，四组导向短路线圈沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈的边围成的面为平面且所述平面与运动方向垂直，每个导向短路线圈的两个长边为同心圆弧形。
优选地，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组机械导向单元，每组机械导向单元包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，四组机械导轨沿圆周方向设置在所述初级单元的内侧且四组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
本发明还提供了一种多相超导直线电磁推进系统，其特征在于，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板以及沿圆周方向设置在所述初级基板内侧的多组初级线圈，每组初级线圈包括沿运动方向依次连接排列且不重叠的多个推进导向初级线圈，所有所述推进导向初级线圈联结形成三相初级电枢绕组，所述推进导向初级线圈为跑道形线圈，跑道形线圈的边围成的面为圆弧面；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器和设置在所述制冷容器中的多个圆环形超导线圈或超导块材，多个圆环形超导线圈或超导块材励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
优选地，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组导向短路线圈，多组导向短路线圈沿圆周方向设置在多组初级线圈的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈的边围成的面为圆弧面，多组导向短路线圈围成的圆筒与多组初级线圈同轴线。
优选地，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组机械导向单元，每组机械导向单元包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，圆周方向上每相邻两组所述初级单元之间设置一组机械导向单元且多组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
本发明还提供了一种多相超导直线电磁推进系统，其中，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板以及沿圆周方向设置在所述初级基板内侧的多组初级线圈，每组初级线圈包括沿运动方向依次连接排列的多个推进导向初级线圈，所有所述推进导向初级线圈联结形成三相初级电枢绕组，所述推进导向初级线圈的边围成的面为平面且所述平面与运动方向垂直，所述推进导向初级线圈的两个长边为同心圆弧形；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器和设置在所述制冷容器中的多个圆环形超导线圈或超导块材，多个圆环形超导线圈或超导块材励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
优选地，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组机械导向单元，每组机械导向单元包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，圆周方向上每相邻两组所述初级单元之间设置一组机械导向单元且多组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
通过上述技术方案，可以采用集成的推进、导向绕组与圆环形超导励磁线圈，实现超导励磁磁场的高效利用，尤其适合于垂直运动推进系统。并且，该系统结构紧凑、推力密度高、推力波动小、交流损耗低，在垂直推进系统中具有良好的应用前景。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A-1C示出了根据本发明实施例一的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图2A-2C示出了根据本发明实施例二的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图3A-3C示出了根据本发明实施例三的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图4A-4C示出了根据本发明实施例四的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图5A-5C示出了根据本发明实施例五的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图6A-6C示出了根据本发明实施例六的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图7A-7C示出了根据本发明实施例七的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图8A-8C示出了根据本发明实施例八的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图9A-9C示出了根据本发明实施例九的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图；
图10A-10C示出了根据本发明实施例十的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1A-1C示出了根据本发明实施例一的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图1A为本发明实施例一的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图1B为本发明实施例一的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图1C为本发明实施例一的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图1所示，本发明实施例一提供了一种多相超导直线电磁推进系统，其中，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板1以及设置在所述初级基板1内侧沿运动方向依次连接排列的多个推进导向初级线圈2，多个所述推进导向初级线圈2联结形成三相初级电枢绕组(也就是，系统中推进和导向共用一套初级电枢绕组)，所述推进导向初级线圈2为圆环形线圈且圆环形线圈所在的平面与运动方向垂直；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器3和设置在所述制冷容器3中的多个圆环形超导线圈或超导块材4，多个圆环形超导线圈或超导块材4励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
举例来讲，初级单元可以包括6个推进导向初级线圈2。
通过上述技术方案，可以采用集成的推进、导向绕组与圆环形超导励磁线圈，实现超导励磁磁场的高效利用，尤其适合于垂直运动推进系统。并且，该系统结构紧凑、推力密度高、推力波动小、交流损耗低，在垂直推进系统中具有良好的应用前景。
图2A-2C示出了根据本发明实施例二的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图2A为本发明实施例二的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图2B为本发明实施例二的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图2C为本发明实施例二的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图2所示，与上述实施例一不同之处在于，实施例二提供的系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向导体板5，四组所述导向导体板5沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈的外侧，所述导向导体板5为瓦片形。
其中，导向导体板5可以固定在多个所述推进导向初级线圈的外侧，且四组导向导体板5围成的圆筒与初级单元同轴线。
举例来讲，导向导体板5可以采用非磁性高电导率金属材料。
图3A-3C示出了根据本发明实施例三的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图3A为本发明实施例三的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图3B为本发明实施例三的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图3C为本发明实施例三的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图3所示，与上述实施例一不同之处在于，实施例三提供的系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向短路线圈，四组导向短路线圈沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈2的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈6沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈6的边围成的面为圆弧面。
其中，所围成的圆弧面与初级基板的圆弧面适配。导向短路线圈6可以固定在推进导向初级线圈的外侧，且四组导向短路线圈6围成的圆筒与初级单元同轴线。
举例来讲，导向短路线圈可以采用高电导率金属导线构成。
图4A-4C示出了根据本发明实施例四的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图4A为本发明实施例四的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图4B为本发明实施例四的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图4C为本发明实施例四的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图4所示，与上述实施例一不同之处在于，实施例四提供的系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向短路线圈，四组导向短路线圈沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈2的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈6沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈6的边围成的面为平面且所述平面与运动方向垂直，每个导向短路线圈6的两个长边为同心圆弧形。
其中，导向短路线圈6内侧圆弧形边与初级基板的圆弧面适配。导向短路线圈6可以固定在推进导向初级线圈2的外侧，且四组导向短路线圈6内侧圆弧形边围成的圆筒与初级单元同轴线。
举例来讲，导向短路线圈可以采用高电导率金属导线构成。
图5A-5C示出了根据本发明实施例五的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图5A为本发明实施例五的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图5B为本发明实施例五的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图5C为本发明实施例五的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图5所示，与上述实施例一不同之处在于，实施例五提供的系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组机械导向单元7，每组机械导向单元7包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，四组机械导轨沿圆周方向设置在所述初级单元的内侧且四组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
其中，导向滑块可以固定在次级单元外侧。
举例来讲，机械导轨可以采用高强度材料。
图6A-6C示出了根据本发明实施例六的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图6A为本发明实施例六的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图6B为本发明实施例六的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图6C为本发明实施例六的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图6所示，本发明实施例六还提供了一种多相超导直线电磁推进系统，其中，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板1以及沿圆周方向设置在所述初级基板1内侧的多组初级线圈，每组初级线圈包括沿运动方向依次连接排列且不重叠的多个推进导向初级线圈2，所有所述推进导向初级线圈2联结形成三相初级电枢绕组(也就是，系统中推进和导向共用一套初级电枢绕组)，所述推进导向初级线圈2为跑道形线圈，跑道形线圈的边围成的面为圆弧面；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器3和设置在所述制冷容器3中的多个圆环形超导线圈或超导块材4，多个圆环形超导线圈或超导块材4励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
举例来讲，在实施例六中，初级单元可以包括四组初级线圈，每组初级线圈可以包括6个推进导向初级线圈2。
通过上述技术方案，可以采用集成的推进、导向绕组与圆环形超导励磁线圈，实现超导励磁磁场的高效利用，尤其适合于垂直运动推进系统。并且，该系统结构紧凑、推力密度高、推力波动小、交流损耗低，在垂直推进系统中具有良好的应用前景。
图7A-7C示出了根据本发明实施例七的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图7A为本发明实施例七的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图7B为本发明实施例七的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图7C为本发明实施例七的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图7所示，与上述实施例六不同之处在于，实施例七提供的系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组导向短路线圈，多组导向短路线圈沿圆周方向设置在多组初级线圈的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈6沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈6的边围成的面为圆弧面，多组导向短路线圈围成的圆筒与多组初级线圈同轴线。
在实施例七中，导向辅助装置可以包括四组导向短路线圈。每个导向短路线圈可以对应于每个推进导向初级线圈的位置固定设置；换言之，每个推进导向初级线圈的外侧对应设置有一个导向短路线圈。所围成的圆弧面与初级基板的圆弧面适配。
举例来讲，导向短路线圈可以采用高电导率金属导线构成。
图8A-8C示出了根据本发明实施例八的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图8A为本发明实施例八的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图8B为本发明实施例八的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图8C为本发明实施例八的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图8所示，与上述实施例六不同之处在于，实施例八提供的系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组机械导向单元7，每组机械导向单元7包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，圆周方向上每相邻两组所述初级单元之间设置一组机械导向单元且多组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
在实施例八中，导向辅助装置可以包括四组机械导向单元。
其中，导向滑块可以固定在次级单元外侧。
举例来讲，机械导轨可以采用高强度材料。
图9A-9C示出了根据本发明实施例九的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图9A为本发明实施例九的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图9B为本发明实施例九的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图9C为本发明实施例九的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图9所示，本发明实施例九还提供了一种多相超导直线电磁推进系统，其中，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板1以及沿圆周方向设置在所述初级基板1内侧的多组初级线圈，每组初级线圈包括沿运动方向依次连接排列的多个推进导向初级线圈2，所有所述推进导向初级线圈2联结形成三相初级电枢绕组(也就是，系统中推进和导向共用一套初级电枢绕组)，所述推进导向初级线圈2的边围成的面为平面且所述平面与运动方向垂直，所述推进导向初级线圈2的两个长边为同心圆弧形；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器3和设置在所述制冷容器3中的多个圆环形超导线圈或超导块材4，多个圆环形超导线圈或超导块材4励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
举例来讲，在实施例九中，初级单元可以包括四组初级线圈，每组初级线圈可以包括6个推进导向初级线圈2。
通过上述技术方案，可以采用集成的推进、导向绕组与圆环形超导励磁线圈，实现超导励磁磁场的高效利用，尤其适合于垂直运动推进系统。并且，该系统结构紧凑、推力密度高、推力波动小、交流损耗低，在垂直推进系统中具有良好的应用前景。
图10A-10C示出了根据本发明实施例十的一种多相超导直线电磁推进系统的示意图。
其中，图10A为本发明实施例十的一种多相超导直线电磁推进系统的三维图；图10B为本发明实施例十的一种多相超导直线电磁推进系统的剖视图；图10C为本发明实施例十的一种多相超导直线电磁推进系统的俯视图。
如图10所示，与上述实施例九不同之处在于，实施例十提供的系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组机械导向单元7，每组机械导向单元7包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，圆周方向上每相邻两组所述初级单元之间设置一组机械导向单元且多组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
在实施例十中，导向辅助装置可以包括四组机械导向单元。
其中，导向滑块可以固定在次级单元外侧。
举例来讲，机械导轨可以采用高强度材料。
在上述实施例中，超导线圈或超导块材可以固定在制冷容器内，制冷容器(低温容器)用于为超导线圈或超导块材提供低温环境。
在本发明中，多相超导直线电磁推进系统为长初级、短次级结构。举例来讲，整个推进系统可以包括两个初级单元，两个初级单元沿运动方向依次相连、紧密排列，每个推进导向初级线圈可以固定在初级基板内侧，但本发明不限于此。
本领域技术人员应当理解，虽然上述实施例中描述的超导线圈或超导块材为圆环形，但本发明不限于此。举例来讲，超导线圈可以为方形，各超导线圈边所在面为平面，推进导向初级线圈内侧边所在面也为平面，两个平面相互平行，二者之间为气隙。
在本发明中，推进初级绕组为多相对称绕组，根据速度不同，可以将推进初级绕组沿运动方向分段，各段之间每个线圈匝数和绕组导体截面积都不同，低速段的每个线圈匝数多、绕组导体截面积小；高速段每个线圈匝数少，绕组导体截面积大。
此外，本发明所述的多相超导直线电磁推进系统的动子的运动方向为沿重力方向，或者动子的运动方向与重力方向成锐角。
从上述实施例可以看出，本发明所述的一种多相超导直线电磁推进系统具有以下优点：
(1)超导励磁线圈的结构简单、冷却容易；系统的空间利用率高、推力密度大、推理波动小、交流损耗低、可靠性高、成本低。
(2)系统结构紧凑、体积小、重量轻；橇车上漏磁场少，屏蔽容易；地面线圈非重叠，结构简单，绝缘容易。
(3)系统沿圆周方向结构对称或可接近对称布置，橇车结构简单，适合用于垂直推进系统或垂直倾斜推进系统。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多相超导直线电磁推进系统，其特征在于，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板以及设置在所述初级基板内侧沿运动方向依次连接排列的多个推进导向初级线圈，多个所述推进导向初级线圈联结形成三相初级电枢绕组，所述推进导向初级线圈为圆环形线圈且圆环形线圈所在的平面与运动方向垂直；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器和设置在所述制冷容器中的多个圆环形超导线圈或超导块材，多个圆环形超导线圈或超导块材励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向导体板，四组所述导向导体板沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈的外侧，所述导向导体板为瓦片形。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向短路线圈，四组导向短路线圈沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈的边围成的面为圆弧面。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组导向短路线圈，四组导向短路线圈沿圆周方向设置在多个所述推进导向初级线圈的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈的边围成的面为平面且所述平面与运动方向垂直，每个导向短路线圈的两个长边为同心圆弧形。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括四组机械导向单元，每组机械导向单元包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，四组机械导轨沿圆周方向设置在所述初级单元的内侧且四组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
6.一种多相超导直线电磁推进系统，其特征在于，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板以及沿圆周方向设置在所述初级基板内侧的多组初级线圈，每组初级线圈包括沿运动方向依次连接排列且不重叠的多个推进导向初级线圈，所有所述推进导向初级线圈联结形成三相初级电枢绕组，所述推进导向初级线圈为跑道形线圈，跑道形线圈的边围成的面为圆弧面；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器和设置在所述制冷容器中的多个圆环形超导线圈或超导块材，多个圆环形超导线圈或超导块材励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组导向短路线圈，多组导向短路线圈沿圆周方向设置在多组初级线圈的外侧，每组导向短路线圈的各个导向短路线圈沿运动方向依次排列，每个导向短路线圈的边围成的面为圆弧面，多组导向短路线圈围成的圆筒与多组初级线圈同轴线。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组机械导向单元，每组机械导向单元包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，圆周方向上每相邻两组所述初级单元之间设置一组机械导向单元且多组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
9.一种多相超导直线电磁推进系统，其特征在于，该系统包括初级单元和次级单元，
所述初级单元包括圆筒形初级基板以及沿圆周方向设置在所述初级基板内侧的多组初级线圈，每组初级线圈包括沿运动方向依次连接排列的多个推进导向初级线圈，所有所述推进导向初级线圈联结形成三相初级电枢绕组，所述推进导向初级线圈的边围成的面为平面且所述平面与运动方向垂直，所述推进导向初级线圈的两个长边为同心圆弧形；
所述次级单元设置在所述初级单元内部且二者沿运动方向同轴线，所述初级单元与所述次级单元之间形成气隙，所述次级单元包括制冷容器和设置在所述制冷容器中的多个圆环形超导线圈或超导块材，多个圆环形超导线圈或超导块材励磁形成的磁极沿运动方向以N、S交替排列。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，该系统还包括辅助导向装置，所述导向辅助装置包括多组机械导向单元，每组机械导向单元包括所述导向滑块和一组机械导轨，所述导向滑块设置在所述次级单元外侧，每组机械导轨的各个机械导轨沿运动方向依次连接，圆周方向上每相邻两组所述初级单元之间设置一组机械导向单元且多组机械导轨相互平行并与所述初级单元的轴线平行。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410199A (en) * 1989-10-26 1995-04-25 Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan Vertically carrying superconduction motor
JP2008028147A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Mitsubishi Electric Corp 鞍形コイル励磁の超電導電磁石装置および鞍形コイル巻線装置
CN101663809A (zh) * 2007-03-27 2010-03-03 泽奈基电力公司 具有初级部分和次级部分的线性机器
CN101795050A (zh) * 2010-03-31 2010-08-04 哈尔滨工业大学 超导型高动态直接驱动电动作动器
JP2012019613A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Thk Co Ltd リニアモータ
CN102594087A (zh) * 2012-03-15 2012-07-18 西南交通大学 一种超导块材磁极圆筒型同步直线电机
CN108306477A (zh) * 2018-03-21 2018-07-20 哈尔滨工业大学 高速磁悬浮直线电磁推进系统
CN111525775A (zh) * 2020-04-02 2020-08-11 中国科学院电工研究所 一种大推力高温超导直线电动机
CN112072885A (zh) * 2020-08-10 2020-12-11 中车株洲电力机车研究所有限公司 超导长定子直线电机及其控制方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410199A (en) * 1989-10-26 1995-04-25 Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan Vertically carrying superconduction motor
JP2008028147A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Mitsubishi Electric Corp 鞍形コイル励磁の超電導電磁石装置および鞍形コイル巻線装置
CN101663809A (zh) * 2007-03-27 2010-03-03 泽奈基电力公司 具有初级部分和次级部分的线性机器
CN101795050A (zh) * 2010-03-31 2010-08-04 哈尔滨工业大学 超导型高动态直接驱动电动作动器
JP2012019613A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Thk Co Ltd リニアモータ
CN102594087A (zh) * 2012-03-15 2012-07-18 西南交通大学 一种超导块材磁极圆筒型同步直线电机
CN108306477A (zh) * 2018-03-21 2018-07-20 哈尔滨工业大学 高速磁悬浮直线电磁推进系统
CN111525775A (zh) * 2020-04-02 2020-08-11 中国科学院电工研究所 一种大推力高温超导直线电动机
CN112072885A (zh) * 2020-08-10 2020-12-11 中车株洲电力机车研究所有限公司 超导长定子直线电机及其控制方法

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