專利名稱：超導電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超導電機，并且更具體地涉及一種包括制冷機的超導電機，所述制冷機具有至少一根細管，低溫制冷劑在所述細管內部流動。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，提出了包括制冷機的超導電機。例如，日本專利申請公報 No. 2010-178517 (JP-A-2010-178517)描述了一種超導電機設備，所述設備包括超導電機、 低溫生成器和機殼。超導電機包括轉子和定子。轉子包括可旋轉的旋轉軸和布置在所述旋轉軸的外周部分上的多個永磁體。定子具有三相超導線圈，所述超導線圈圍繞定子鐵芯的齒卷繞。低溫生成器具有制冷機，所述制冷機在其冷頭處產(chǎn)生低溫。設置有具有高導熱系數(shù)的導熱部分。導熱部分將冷頭連接到超導電機的定子的定子鐵芯，以便能夠傳熱。導熱部分的冷卻圓柱形部分被冷卻至低溫狀態(tài)，并且與定子鐵芯的外周部分熱接觸，以便冷卻所述定子鐵芯。機殼形成真空絕熱腔室，所述真空絕熱腔室使超導線圈絕熱。因此，即使當熱量傳遞到超導線圈時，或者即使當制冷機的制冷輸出沒有跟上，定子鐵芯也將超導線圈保持在低溫狀態(tài)下。另外，JP-A-2010-178517的圖3示出了具有高導熱系數(shù)的導熱材料設置在定子鐵芯的多個齒中的每一個齒以及超導線圈中的對應的一個超導線圈之間，并且 JP-A-2010-178517的圖4示出了導熱材料通過連接部分連接到包圍定子鐵芯的外周部分的導熱部分。在上述構造的情況下，超導線圈可以通過被低溫生成器冷卻的齒來冷卻。另外，國際公報No. W0/2003/001127A1描述了一種蓄冷制冷機。所述蓄冷制冷機包括壓力控制裝置、膨脹/壓縮單元以及蓄冷單元。壓力控制裝置具有壓縮機、高壓選擇閥和低壓選擇閥。膨脹/壓縮單元具有室溫端部部分和低溫端部部分。蓄冷單元具有室溫端部部分和低溫端部部分。蓄冷制冷機將熱量傳遞到待冷卻的目標。蓄冷制冷機將膨脹/壓縮單元的低溫端部部分聯(lián)結到蓄冷單元的低溫端部部分，并且所述蓄冷制冷機具有延伸到待冷卻目標的工作氣體通道。另外，脈管制冷機通常作為用于冷卻傳感器和半導體裝置的冷卻裝置而起到重要作用。對于JP-A-2010-178517中描述的超導電機的情況，在現(xiàn)有技術中，在冷卻超導線圈時，通過各種方法傳遞低溫；然而，當使用固態(tài)導熱材料冷卻超導線圈時，每種導熱材料的導熱系數(shù)是有限的，所以，當熱量通過具有有限長度的導熱材料傳遞時，將產(chǎn)生與被傳遞的熱量成比例的溫差，因此難以提高冷卻效率。由于這個原因，在提高超導線圈的冷卻效率以便較早地冷卻超導線圈從而較早地產(chǎn)生穩(wěn)定的超導狀態(tài)方面，存在改進的空間。另一方面，不考慮超導電機的負荷，為了確保超導電機的冷卻性能，可以想到的是實施控制使得制冷機的制冷輸出隨著負荷而增加。然而，即使在這種情況下，在高負荷期間，或者在負荷急劇增加的過渡電機運轉狀態(tài)中，發(fā)生從制冷機的輸出到超導線圈的傳熱的反應延遲，并且超導線圈的溫度升高，所以仍然存在無法保持超導狀態(tài)的可能性。例如，在車輛的車輪被超導電機驅動的情況下，當超導電機因為車輛的突然加速等變得過載或者高負荷時，超導線圈的溫度可能升高，所以需要開發(fā)一種能夠穩(wěn)定地獲得超導狀態(tài)的裝置。
國際公報No. W0/2003/001127A1僅僅描述了一種蓄冷制冷機，但沒有描述使用該制冷機來冷卻超導電機的超導線圈。

發(fā)明內容
本發(fā)明有效地將超導電機的超導線圈冷卻至期望的低溫，即使在高負荷期間或者在過渡電機運轉狀態(tài)中，也有效地產(chǎn)生穩(wěn)定的超導狀態(tài)。本發(fā)明的一方面涉及一種超導電機。所述超導電機包括轉子，所述轉子被可旋轉地布置；定子，所述定子布置在轉子的徑向方向上，以便面對所述轉子；和制冷機，所述制冷機具有至少一根細管，低溫制冷劑在所述細管的內部流動，其中所述定子具有定子芯和多個超導線圈，所述超導線圈卷繞在定子鐵芯的徑向端部部分處，并且所述超導線圈由超導線材材料形成，并且至少一根細管與超導線圈中的至少一個超導線圈和定子鐵芯熱接觸。另外，在根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機中，定子鐵芯可以具有環(huán)形后磁軛； 多個齒，所述齒從后磁軛的徑向端部部分徑向地突出；以及齒槽，所述齒槽中的每一個均設置在多個齒中的沿著定子的圓周方向毗鄰的兩個齒之間；超導線圈可以分別圍繞齒卷繞； 至少一根細管可以具有延伸部分，所述延伸部分在齒槽中的對應的一個齒槽中沿著定子的軸向方向延伸，并且所述延伸部分可以與超導線圈中的至少一個超導線圈以及定子芯熱接觸。另外，在根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機中，定子芯可以具有環(huán)形后磁軛；多個齒，所述齒從后磁軛的徑向端部部分徑向地突出；和齒槽，所述齒槽中的每一個齒槽均設置在齒中的沿著定子的圓周方向毗鄰的兩個齒之間；超導線圈可以分別圍繞齒卷繞；至少一根細管可以布置成與齒槽中的對應的一個齒槽的底部以及超導線圈中的至少一個超導線圈接觸。另外，在根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機中，至少一根細管可以與多個齒中的至少一個齒熱接觸。另外，在根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機中，定子芯可以具有環(huán)形后磁軛；多個齒，所述齒從后磁軛的徑向端部部分徑向地突出；和齒槽，所述齒槽中的每一個齒槽均設置在齒中的沿著定子的圓周方向毗鄰的兩個齒之間；所述超導線圈可以分別圍繞齒卷繞； 并且至少一根細管布置成不與后磁軛接觸，并且布置成與齒中的至少一個齒以及在齒槽中的對應的一個齒槽中的超導線圈中的至少一個超導線圈熱接觸。另外，在根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機中，定子可以布置在轉子的徑向外側上以便面對轉子，定子芯可以具有環(huán)形后磁軛，多個齒，所述齒從后磁軛的內周端部部分徑向地突出；和所述齒槽，所述齒槽中的每一個齒槽均設置在齒中的沿著定子的圓周方向毗鄰的兩個齒之間；所述至少一根細管可以具有曲折部分，所述曲折部分用作延伸部分，所述延伸部分在齒槽中的對應的一個齒槽中沿著定子的軸向方向延伸，并且朝向定子的外部徑向地定向的所述曲折部分的外周邊緣的至少一部分可以與齒槽中的對應的一個齒槽的底部接觸。另外，在根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機中，樹脂可以填充在齒槽中的至少一個齒槽中。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機中，多個超導線圈中的每一個都可以具有兩個線圈端部部分，所述線圈端部部分分別從定子芯的兩個軸向端部表面軸向向外地突出，并且至少一根細管可以具有面對線圈端部的面對部分，所述面對線圈端部的面對部分布置成面對兩個線圈端部部分中的至少一個線圈端部部分的軸向外端表面部分，并且與兩個線圈端部部分中的至少一個線圈端部部分接觸。利用根據(jù)本發(fā)明的所述方面的超導電機，為制冷機設置的并且低溫制冷劑在其內部流動的至少一根細管與超導線圈中的至少一個超導線圈以及定子芯熱接觸，所以即使在高負荷期間或者在過渡電機運轉狀態(tài)中，也能夠有效地將超導線圈冷卻至期望的低溫，并且有效地產(chǎn)生穩(wěn)定的超導狀態(tài)。


下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)勢、以及在技術和工業(yè)上的意義，在這些附圖中相同的附圖標記指示相同的元件，并且其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的超導電機的軸向剖視圖；圖2是沿著圖1中的線條II-II獲得的放大剖視圖；圖3是示出了在所有細管成直線延伸的狀態(tài)下在第一實施例中使用的制冷機的基本構造的視圖；圖4是沿著圖3中的線條IV-IV獲得的剖視圖；圖5是示出了根據(jù)不同于本發(fā)明的上述方面的比較性實施例的超導電機的軸向剖視圖；圖6是沿著圖5中的線條VI-VI獲得的剖視圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的超導電機的視圖，其對應于圖2 ；圖8是示出了在從第二實施例中的定子的徑向內側向外觀察到的位于對應的一個齒槽中的每根細管的曲折部分的視圖；圖9A是圖7中的部分IXA的局部省略的放大視圖；圖9B是示出了在第二實施例中每根細管都不與后磁軛接觸的示例的視圖，其對應于圖9A ；圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的超導電機的視圖，其對應于圖8 ；圖11是當從右側向左側看圖10時的視圖；圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的超導電機的視圖，其對應于圖2 ；圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的超導電機的視圖，其對應于圖2 ；圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的超導電機的視圖，其對應于圖2的半部。
具體實施例方式第一實施例在下文中，參照附圖將詳細描述本發(fā)明的實施例。在本說明書中，具體形狀、材料、 數(shù)值、方向等僅僅是為了說明性的以便容易地理解本發(fā)明的方面，并且可以適當?shù)卣{整，以便滿足應用目的、對象以及規(guī)格等。
圖1到圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的超導電機。如在圖1和圖2中所示，超導電機10包括電機主體12和制冷機14。制冷機14用于冷卻電機主體12。電機主體12包括電機殼體16、旋轉軸18和轉子20。旋轉軸18被電機殼體16可旋轉地支撐。轉子20固定到位于電機殼體16內部的旋轉軸18的外側部，并且所述轉子20被能夠旋轉地布置。另外，電機主體12包括基本圓筒形的定子22。定子22固定到電機殼體16的內周表面，并且布置在轉子20的徑向外側，以便面對所述轉子20。另外，制冷機14固定到電機殼體16。需要注意的是，在以下描述中，除非另外具體說明，沿著旋轉軸18的旋轉中心軸線 X的方向被稱作軸向方向，垂直于所述旋轉中心軸線X的徑向方向被稱作徑向方向，而沿著圍繞所述旋轉中心軸線X的圓的方向被稱作圓周方向。轉子20包括圓筒形轉子芯M和多個永磁體26。轉子芯M例如形成為使得平軋的磁鋼片材被疊壓并通過壓緊、焊接等而結合成一體。永磁體沈以相等的間隔設置在轉子芯對的外周表面上。即，多個(在圖2示出的示例中有六個)永磁體沈沿著圓周方向以相等的間隔固定到轉子芯M的外周表面，使得永磁體26露出。永磁體沈在徑向方向上磁化，并且永磁體沈的磁化方向沿著圓周方向交替變化。因此，北極和南極交替布置在轉子 20的外周表面上。然而，轉子20的永磁體沈可以不暴露在外周表面上，并且所述永磁體 26可以在外周表面附近嵌入進內部中。如此構造的轉子20被固定到由圓棒鋼材料等制成的旋轉軸18的外周表面。旋轉軸18在其兩個端部部分處被軸承32可旋轉地支撐。軸承32分別固定到圓盤狀端板觀和30。端板觀和30分別構成電機殼體16的兩個端部部分。這樣，當在定子 22中產(chǎn)生旋轉磁場時，轉子20便受到旋轉磁場的影響而進行旋轉。定子22包括定子芯34和線圈36。定子芯34具有基本圓筒形形狀并且用作定子鐵芯。線圈36用作超導線圈。即，定子芯34具有環(huán)形后磁軛38和多個(在圖2示出的示例中有9個)齒40。齒40沿著圓周方向以相等的間隔設置在內周端部部分的多個部分處， 以便在徑向方向上突出。內周端部部分是后磁軛38的一個徑向端部部分。另外，定子芯34 具有多個(附圖的示例中有9個)齒槽42，所述齒槽42沿著圓周方向以相等的間隔設置在多個部分處。齒槽42中的每一個都設置于在后磁軛38的內周部分處沿著圓周方向毗鄰的齒40中的兩個齒之間。定子芯34例如可以以使多個基本環(huán)形的平軋磁鋼片材沿著軸向方向被疊壓并且通過壓緊、粘合、焊接等而整體地組裝的方式形成。替代地，定子芯可以以使每個都具有一個齒的多個分裂芯連續(xù)地布置成環(huán)形形狀并且利用圓筒形緊固構件從外側部緊固的方式形成。分裂芯可以由粉芯形成。由超導線材材料形成的多個線圈36分別以集中繞組的方式圍繞定子芯34的多個齒40卷繞。需要注意的是，多個線圈36可以分別以分布繞組的形式圍繞齒40卷繞。另外， 超導線材材料可以具有圓形的橫截面形狀或者矩形的橫截面形狀。例如，線圈36可以以使超導線材材料以扁平方式卷繞的方式形成，其中所述超導線材材料是具有矩形橫截面形狀的扁平線材。例如，線圈36可以以使得超導線材材料以螺線管繞組(solenoidal winding) 或者盤形繞組的形式圍繞齒40中的每個齒卷繞的方式形成。另外，超導線材材料可以適當?shù)厥抢玑愊党瑢Р牧匣蛘咩G系超導材料。然而，構成超導線材材料的超導材料并不局限于這些材料；超導材料可以是另一種已知的超導材料或者未來開發(fā)出且在更高的溫度呈現(xiàn)超導特性的超導材料。
構成每個線圈36的超導線材材料可以被絕緣涂層所覆蓋。這樣，當超導線材材料卷繞成相互緊密接觸以便形成每個線圈36時，在每個線圈36的匝之間確保電絕緣。替代地，當超導線材材料沒有被絕緣涂層覆蓋時，超導線材材料可以卷繞成線圈的形狀，與此同時在形成每個線圈36時將絕緣紙、絕緣薄膜等放置在超導線材材料之間，從而確保每個線圈36的匝之間電絕緣。每個線圈36均具有槽內部分44和兩個線圈端部部分46。槽內部分44分別定位在設置在定子芯34的多個部分處的多個齒槽42中的對應的兩個齒槽內(圖幻。兩個線圈端部部分46分別從定子芯34的兩個軸向端面軸向向外地突出。這些線圈36中的中間放置有兩個線圈36的三個線圈相互串聯(lián)地連接，以便構成U相、V相和W相線圈中的任意一個相線圈。相線圈的一個端部在中性點(未示出)相互連接，并且相線圈的其它端部分別連接到相電流引入端子(未示出)。另外，電機殼體16容納轉子20和定子22。電機殼體16具有圓筒形外周的圓筒形部分48和一對端板觀和30。一對端板觀和30的外周邊緣部分分別氣密地連接到外周圓筒形部分48的兩個軸向端部部分。外周圓筒形部分48和端板觀和30例如由諸如不銹鋼的非磁性材料形成。需要注意的是，外周圓筒形部分48和一側的端板觀(或30)可以由整體構件形成。內圓筒形構件50和中間圓筒形構件52與轉子20同中心地設置在外周圓筒形部分48的內部。內圓筒形構件50和中間圓筒形構件52的每一個都具有圓筒形形狀。內圓筒形構件50和中間圓筒形構件52中的每一個構件的兩個軸向端部部分分別氣密地聯(lián)結到端板觀和30的內表面。內圓筒形構件50期望地由非金屬材料(例如，纖維增強塑料(FRP) 等)形成，所述非金屬材料不干擾磁場的通過并且不導電。更加期望地，內圓筒形構件50 由具有較低導熱系數(shù)的材料形成。需要注意的是，作為基本功能，內圓筒形構件50只需要具有使磁場通過的功能和能夠在包括所述內圓筒形構件50的空間密封部分處保持真空的功能，并且所述內圓筒形構件50并不局限于使用非導電材料的那一種構件。例如，具有較低導電系數(shù)的非磁性材料(例如，不銹鋼等)也可以用作構成內圓筒形構件50的材料。另一方面，中間圓筒形構件52期望地由具有較低導熱系數(shù)的材料(例如，玻璃纖維增強塑料 (FRP)等)形成，并且更加期望地由具有較低導熱系數(shù)的非磁性材料形成。內圓筒形構件50的內徑略微大于轉子20的最靠外的外接圓的直徑。在內圓筒形構件50和轉子20的外周表面之間形成有空隙。另外，第一真空腔室M設置在內圓筒形構件50和中間圓筒形構件52之間。第一真空腔室M是圓筒形空間。包括線圈36的定子22 容納在第一真空腔室M中。構成定子22的定子芯34的外周表面固定到中間圓筒形構件 52的內周表面。以在組裝包括稍后詳細描述的制冷機14的超導電機10之后通過形成在鄰接外部空間并且鄰接第一真空腔室M和第二真空腔室56中的一個或兩個的構件中的至少任意一個中的通氣孔(未示出)抽空空氣的方式，第一真空腔室M保持處于真空狀態(tài)，其中所述構件例如是端板28和30和外周圓筒形部分48。以這種方式，通過不與線圈36和定子22 接觸的內圓筒形構件50和具有較低導熱系數(shù)的中間圓筒形構件52限定了第一真空腔室 54，并且第一真空腔室M的內部被抽空。這樣，能夠增強對容納在第一真空腔室M中且包括線圈36的定子22的絕熱。
此外，第二真空腔室56形成在中間圓筒形構件52和電機殼體16之間。第二真空腔室56由圓筒形空間形成。第二真空腔室56以及第一真空腔室M均處于真空狀態(tài)。中間圓筒形構件52期望地設置有孔，所述孔在第一真空腔室M和第二真空腔室56之間提供流體連通。這樣，包括線圈36且容納在第一真空腔室M中的定子22額外地通過第二真空腔室56與電機的外部隔離。因此，能夠進一步增強對包括線圈36的定子22的絕熱效果。另外，制冷機14固定到構成超導電機10的電機主體12。下面，將參照圖3和圖 4描述制冷機14的基本構造。圖3是示出了應用于本實施例的制冷機14的基本構造的視圖，其中所述制冷機14處于所有細管66都成直線延伸的狀態(tài)。圖4是沿著圖3中的線條 IV-IV獲得的剖視圖。制冷機14是自由活塞斯特林冷卻器(FPSC)。制冷機14具有多個用于流動制冷劑氣體的細管66。即，制冷機14包括壓力振動源58、蓄冷裝置68、相控制器62、 第二活塞容納部分70以及多根細管66。壓力振動源58設置在制冷機14的一個端部處，并且用作制冷機驅動源。蓄冷裝置68被稱作冷頭(cold head)，并且所述蓄冷裝置68的一個端部部分固定到壓力振動源58。相控制器62設置在制冷機14的另一個端部處。第二活塞容納部分70的一個端部部分固定到相控制器62。多根細管66連接在蓄冷裝置68和第二活塞容納部分70之間。多根細管66用作多個冷卻部分，并且所述多根細管66由具有較高導熱系數(shù)的材料形成。蓄冷介質(未示出)設置在蓄冷裝置68的內部。另外，蓄冷裝置68 和第二活塞容納部分70都具有絕熱結構，使得蓄冷裝置68和第二活塞容納部分70的外側部都被絕熱材料覆蓋。制冷機14具有第一活塞74。第一活塞74在壓力振動源58的汽缸72中成直線地往復運動，并且所述第一活塞74用作驅動活塞。汽缸72中的空間通過蓄冷裝置68的內部與多根細管66的內部流體連通。另外，制冷機14還具有第二活塞78。第二活塞78在第二活塞容納部分70的汽缸76中成直線地往復運動，并且所述第二活塞78被稱作膨脹活塞或者從動活塞。汽缸76中的空間與用作低溫側熱交換部分的多根細管66的內部流體連通。 制冷劑氣體(例如，氦氣)填充在位于第一活塞74和第二活塞78之間的內部空間中，所述內部空間包括多根細管66。S卩，細管66每一個都構造成使低溫冷卻劑氣體在其內部流動。另外，壓力振動源58和第二活塞容納部分70布置成相互面對，使得活塞74和78 的運動方向沿著同一條直線。第一活塞74例如連接到直線電機等的動子(未示出)，所述動子構成壓力振動源58，并且直線電機用于使第一活塞74在汽缸72內部往復運動。隨著第一活塞74的往復運動，冷卻劑氣體的壓力在壓力振動源58的氣缸72內變化。由于壓力變化，由盤簧、板簧等(未示出)所形成的彈性件懸掛在相控制器62的內部中的第二活塞 78也受控地(dependently)往復運動。冷卻劑氣體中的壓力變化和位置變化之間的相差可以通過彈性件(未示出)的重量、第二活塞78的重量以及由第一活塞74的往復運動所導致的壓力變化來調整。另外，減輕由第二活塞78的往復運動所導致的壓力變化的空間設置在相控制器62的內部。這樣，該空間與內部布置有第二活塞78的汽缸76內部流體連通， 以便由此能夠調整制冷劑氣體的壓力變化和位置變化之間的相差。利用第一活塞74的往復運動，制冷劑氣體絕熱地膨脹并且在第二活塞容納部分 70的靠近細管66的端部部分的一部分處冷卻，所以流動通過細管66的內部的制冷劑氣體也被冷卻。以此種方式，在第一活塞74和第二活塞78之間重復制冷劑氣體的壓縮和膨脹， 以便冷卻制冷劑氣體流動通過的細管66。
制冷機14具有這樣的冷卻性能，所述冷卻性能使得可以將由超導線材材料制成的線圈36冷卻至期望的低溫(例如，大約70開爾文)，在所述低溫時線圈36呈現(xiàn)出超導特性。制冷機14的冷卻溫度可以通過控制第一活塞74的行程來調整。因此，控制單元(未示出)控制第一活塞74的行程。控制單元可以構造成根據(jù)超導電機10(圖1)的負荷來控制制冷機14的冷卻溫度。例如，冷卻溫度可以隨著超導電機10的負荷增加而降低。當超導電機10作為推進車輛的驅動源安裝在諸如電動車輛的電力驅動車輛上時，由于受限的安裝空間和車輛重量的減輕，制冷機14期望地更小且更加輕。當自由活塞斯特林冷卻器 (FPSC)被用作如上所述的制冷機14時，所述制冷機14可以減小尺寸且減輕重量。在本實施例中，具有這種基本構造的制冷機14固定到電機主體12(圖1)。S卩，如圖1中所示，在超導電機10中， 鄰構成制冷機14的壓力振動源58的圓筒形第一托架60 固定到定位在一個軸向端部處的端板觀，并且毗鄰構成制冷機14的相控制器62的圓筒形第二托架64固定到定位在另一個軸向端部處的端板30。然后，壓力振動源58和第二活塞容納部分70沿著平行于旋轉軸18的旋轉軸線X的同一條直線布置，并且布置在電機主體 12的兩個軸向側部上。另外，蓄冷裝置68的一個端部部分和第二活塞容納部分70的一個端部部分分別經(jīng)由第一托架60的內部和第二托架64的內部突出到第一真空腔室M中。另外，如圖2中所示，多根細管66的用作低溫側熱交換部分的縱向中心部分兩兩布置在構成定子芯34的齒槽42中的每個齒槽中。在圖2中，在定子22上示出了多個箭頭， 并且每個箭頭都表示從細管66中的對應的一根細管傳遞低溫的方向。這樣，低溫通過與細管66接觸的接觸部分從每根細管66傳遞到線圈36中對應的一個和定子芯34。這樣，多根細管66中的每一根均構造成使得中心部分布置在齒槽42中的對應的一個齒槽中，所以多根細管66的一部分或者全部形成為使得中心部分彎曲成基本曲柄等的形狀。如上所述，壓力振動源58和第二活塞容納部分70都布置在電機主體12的兩個軸向側上。然而，本實施例并不局限于此種構造。壓力振動源58和第二活塞容納部分70在沿著圓周方向彼此不同的位置上(例如直徑方向上的相對側部處的位置上)設置在一對端板觀和30中的僅僅一側的端板觀(或30)上。壓力振動源58和第二活塞容納部分70可以設置在沿著圓周方向彼此不同的位置上，例如在直徑方向上處于相對側部處的位置，即， 在電機主體12的兩個軸向側部上相對于旋轉軸18對稱的位置。另外，在包括布置在齒槽42中的對應的一個齒槽中的中心部分的一部分處，每根細管66均具有直線部分80。直線部分80用作沿著定子22的軸向方向延伸的延伸部分。 因而，如圖2中所示，每個直線部分80均與在后磁軛38的內周表面上的齒槽42中的對應的一個齒槽的底部表面接觸，并且與構成線圈36的槽內部分44(圖1)的徑向外端部部分接觸，使得所述每個直線部分80插設所述底部表面和所述徑向外端部部分之間。即，每根細管66的直線部分80都布置在齒槽42的底部和在齒槽42中的對應的一個齒槽中的線圈36 之間，以便與線圈36和齒槽42的底部接觸，并且與定子芯34和線圈36兩者熱接觸。在上述構造的情況下，設置數(shù)量為定子芯34的齒槽42的數(shù)量的兩倍的細管66。即，低溫側熱交換部分由數(shù)量至少與定子芯34的齒槽42數(shù)量相同的細管66形成。另外，多根細管66中的每一根均平行于旋轉軸18布置在齒槽42中的對應的一個齒槽中，并且與線圈36中的對應的一個線圈以及定子芯34熱接觸，以便冷卻定子芯34和線圈36中的對應的一個線圈。 需要注意的是，在本說明書和所附權利要求中“熱接觸”不僅包括相互傳遞熱量的多個構件之間的直接接觸，而且還包括通過具有導熱性的構件進行接觸。在上述構造的情況下，高溫側熱交換部分由布置在電機殼體16外部的第二活塞容納部分70的端部部分形成。上述制冷機14包括壓力振動源58、高溫側熱交換部分、蓄冷裝置68、低溫側熱交換部分和第二活塞78(圖3)。在上述超導電機10的情況下，構成制冷機14且低溫制冷劑氣體在其內部流動的細管66中的每一根的至少一部分與線圈36中的對應的一個線圈和定子芯34熱接觸。因此，不同于低溫固體傳熱部分通過定子芯與線圈中的對應一個線圈熱接觸以便冷卻線圈中的對應的一個線圈的構造，能夠有效地將由超導線材材料制成的線圈36冷卻至期望的低溫。另外，即使在超導電機10處于高負荷期間或者在超導電機10的過渡電機運轉狀態(tài)中， 細管66也與具有高熱容量的定子芯34相接觸。因此，可以使定子芯34起到緩沖的功能， 從而有效地防止使用細管66的冷卻不能跟從線圈36的溫度升高的情況。這樣，能夠穩(wěn)定地繼續(xù)冷卻線圈36。結果是，可以有效地產(chǎn)生穩(wěn)定的超導狀態(tài)。另外，每根細管66均具有軸向直線部分80，所述軸向直線部分80用作延伸部分， 所述延伸部分在齒槽42中的對應的一個齒槽中沿著定子22的軸向方向延伸，并且每個直線部分80均與定子芯34的齒槽42的底部以及線圈36中的對應的一個線圈接觸，以便與線圈36中的對應的一個線圈和定子芯34熱接觸。通常，超導線圈與構成在正常室溫下使用的電機的線圈的銅制電線相比具有極低的導熱系數(shù)，因此難以均勻地冷卻超導線圈。與此相比，根據(jù)上述所構造的本實施例，例如，在線圈中，與僅僅冷卻線圈端部的構造的情況不同，可以有效地冷卻線圈36的槽內部分44，所以易于更加均勻地冷卻用作超導線圈的整個線圈36。S卩，可以在降低整個線圈36中的不均衡(biased)的溫度分布的同時冷卻線圈 36。需要注意的是，在上述描述中，每根細管66均具有僅一個在軸向方向上延伸且被設置在齒槽42中的對應的一個齒槽中的直線部分80。然而，本實施例并不局限于這種構造。同樣適用的是，每根細管均具有兩個或者更多個布置在齒槽42中的對應的一個齒槽中的直線部分。另外，同樣適用的是，每根細管均具有大體U形部分，所述大體U形部分圍繞齒40中的對應的一個齒安裝，并且所述大體U形部分具有直線部分，所述直線部分在軸向方向上延伸且分別插入到毗鄰的齒槽42中。圖5是示出了根據(jù)不同于本發(fā)明的上述方面的比較性實施例的超導電機的軸向剖視圖。圖6是沿著圖5中的線條VI-VI獲得的剖視圖。根據(jù)在圖5和圖6中示出的比較性實施例的超導電機10與本實施例的結構的超導電機的不同之處在于，代替制冷機14(圖 1等)，一對制冷機82設置在電機主體12的兩個側部上。即，與制冷機14不同，每個制冷機82均是自由活塞斯特林冷卻器(FPSC)，但是不具有供制冷劑流動的細管，并且所述制冷機82包括氣體壓縮機84，所述氣體壓縮機84用作壓力振動源；和蓄冷裝置86，所述蓄冷裝置86用作連接到氣體壓縮機84的冷卻部分。另外，每個蓄冷裝置86的遠端部分通過固定到端板觀或者端板30的圓筒形托架88的內部與盤狀的傳熱構件90接觸。每個傳熱構件90的一側的表面與線圈端部部分46的軸向外部端部部分接觸。以活塞(未示出)在設置于氣體壓縮機84內部的氣缸中往復運動以便重復地壓縮和膨脹制冷劑氣體的方式，每個制冷機82均通過蓄冷裝置86和傳熱構件90冷卻線圈 36。同樣在上述構造的情況下，可以冷卻線圈36 ；然而，在易于均勻地冷卻整個線圈36方面存在改進的空間。另外，每個傳熱構件90僅使用固態(tài)物質將熱量傳遞到待冷卻的目標， 這與使用的制冷劑在其內部流動的細管的構造不同，所以在均勻冷卻多個線圈36方面存在改進的空間。根據(jù)上述的本實施例，可以改進這些應當被改進的點中的任意一個。需要注意的是，在上述描述中，制冷機14是被動(passive)制冷機，在所述被動制冷機中第二活塞78隨著第一活塞74的位移而受控地位移。然而，制冷機可以設置有諸如直線電機的第二驅動源，所述第二驅動源在相控制器62的側部處迫使第二活塞78位移，使得當?shù)谝换钊?4往復地位移時，第二活塞78以與第一活塞74的往復位移的周期移位大約 90度到120度的相位位移。這種情況下，構造出主動(active)制冷機，并且可以進一步地節(jié)能。另外，除了自由活塞斯特林冷卻器(FPSC)之外的制冷機可以用作制冷機14。例如，當對制冷機的安裝空間和重量方面有限制較小時，例如當超導電機10用作用于諸如電動火車和電動船的大尺寸移動單元的電源時，或者當用于安裝位置固定的機器的電源時， 只要制冷機具有多根細管并且具有冷卻性能，使得可以將待冷卻的目標冷卻至低溫(例如，大約70開爾文)，那么便可以使用大且重的制冷機。另外，每個都具有細管的斯特林脈管制冷機、GM制冷機等可以用作制冷機。例如， 在脈管制冷機中，取代第二活塞容納部分70，使用了連接在細管66和相控制器62之間的脈管。在脈管內部沒有設置活塞。在脈管制冷機中，通過開啟和關閉閥振動壓力的結構可以用作壓力振動源58。另外，對于GM制冷機，旋轉壓縮機或者通過開啟和關閉閥振動壓力的結構可以在自由活塞斯特林冷卻器(FPSC)制冷機中用作壓力振動源58。另外，在這種結構中，省略相控制器62，并且為連接到細管66的與壓力振動源58相對的端部部分的膨脹/ 壓縮單元能夠往復地位移地提供用作膨脹活塞的位移器。在制冷機運轉期間，例如通過諸如步進電機等的電機使位移器往復運動。以此種方式，根據(jù)本發(fā)明的上述方面，只要制冷機具有制冷劑在其內部流動的細管，那么各種類型的制冷機都可以被用作制冷機。第二實施例圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的超導電機且對應于圖2的視圖。圖8是示出了當從在第二實施例中的定子的徑向內側部向外觀察時，在齒槽中的對應的一個齒槽中的每根細管的曲折部分的視圖。圖9A是圖7中的部分IXA的局部省略的放大視圖。根據(jù)本實施例的超導電機10與第一實施例的不同之處在于，多根細管中的每一根細管都不具有在齒槽42中的對應的一個齒槽中沿著軸向方向在整個長度上延伸的直線部分。替代地，在本實施例中，多根細管92中的每一根在其布置在齒槽42中的對應的一個齒槽中的中心部分處都具有曲折部分94，所述曲折部分94具有曲折的形狀。曲折部分94 用作在定子22的軸向方向上延伸的延伸部分。如圖8中所示，制冷劑氣體在每個曲折部分 94內部流動，并且每個曲折部分94都具有多個周向部分96和多個基本U形的聯(lián)結部分98。 多個周向部分96沿著定子22的圓周方向(圖8中的豎直方向)延伸。每個聯(lián)結部分98 聯(lián)結毗鄰的周向部分96的端部部分。每個曲折部分1 都作為整體在定子22的軸向方向 (圖8中的水平方向)上延伸。另外，在每個曲折部分94中，在定子22的軸向方向上延伸的直線部分100分別聯(lián)結到定位在齒槽42的兩個軸向端部處的周向部分96的端部部分。 直線部分100中的一個的一個端部(圖8中的右側)連接到蓄冷裝置68 (圖1)，且直線部分100中的另一個的一個端部(圖8中的左側)連接到第二活塞容納部分70(圖1)。
如圖9A中所示，在布置于每個齒槽42中的曲折部分94中，在定子22的徑向方向上的外周邊緣(在圖9A中的右端邊緣)與齒槽42的底部接觸。另外，如圖8中所示，在每個曲折部分94的每個周向部分96中，在定子22的圓周方向上的兩個端部部分分別與在定子22的徑向方向上沿著圓周毗鄰的兩個線圈36的外端部部分接觸。即，每根細管66都插設在兩個線圈36的端部部分和定子芯34之間，并且所述每根細管66都與兩個線圈36的端部部分和定子芯34熱接觸。在圖8的示例中，每個曲折部分94的每個周向部分96的兩個端部部分分別與線圈36接觸。另外，如圖9A中所示，每個曲折部分94都彎曲成大體圓弧形狀，使得當在定子22 的軸向方向上觀察時，每個周向部分96都沿著齒槽42的具有圓弧橫截面形狀的底部排列， 并且每個周向部分96都被壓靠在底部上。例如，在每個曲折部分94的自由狀態(tài)中，即，在每個曲折部分94都從齒槽42中移走的狀態(tài)中，包括周向部分96并且面對齒槽42底部的圓弧狀部分的圓弧的曲率半徑可以大于齒槽42的底部的圓弧形狀的曲率半徑Rl。即，在每個曲折部分94中，朝向定子22的外部徑向定向的曲折部分94的外周邊緣被彎曲成圓弧形狀，并且曲折部分94的外端部圓的一部分或者全部與齒槽42的底部沿著圓周方向相接觸。 此外，處于自由狀態(tài)的每個曲折部分94的外周邊緣的直徑大于齒槽42的的底部的圓弧橫截面形狀的直徑。在上述構造的情況下，齒槽42的底部和曲折部分94之間的接觸壓力增力口，因此改進了傳熱，即，改進了低溫的傳遞效率。還在上述本實施例的情況下，將由超導線材材料形成的線圈36有效地冷卻至期望的低溫，即使在高負荷期間或者在過渡電機運轉狀態(tài)中，也可以有效地產(chǎn)生穩(wěn)定的超導狀態(tài)。另外，每根細管92都具有曲折部分94，所述曲折部分94用作延伸部分，所述延伸部分在齒槽42中的對應的一個齒槽中沿著定子22的軸向方向延伸，并且每個曲折部分94 都與定子芯34的齒槽42的底部以及線圈36接觸，以便與定子芯34和線圈36熱接觸。因此，與僅僅冷卻線圈端部的構造不同，每個線圈36的全部部分易于被更加均勻地冷卻。艮口， 在降低整個線圈36中的不均衡的溫度分布的同時，可以冷卻線圈36。另外，如用圖7中箭頭指示的那樣，低溫可以從每個曲折部分94傳遞到線圈36中的對應的兩個線圈和定子芯 34。在上述本實施例中，制冷機14的細管92的數(shù)量可以等于齒槽42的數(shù)量。在通過曲折部分94將低溫傳遞到定子芯34和線圈36的構造的情況下，適當?shù)馗淖兠總€曲折部分94 的形狀，以調整定子芯34和線圈36之間的冷卻分布程度，以便易于調整從制冷機14開始運轉時到制冷機14進入到超導態(tài)時的時間。因此，能夠有效地防止超導狀態(tài)失效。其它構造和功能與第一實施例中的那些構造和功能相同。 需要注意的是，在本實施例中，在每根細管92的曲折部分94中，可以使在定子22 的在圓周方向上的兩個端部部分中的一個或者兩個端部部分與齒40的面對曲折部分94的沿著圓周方向的端部部分的對應的一個側表面或者兩個側表面熱接觸。例如，具有電絕緣特性的絕緣件(未示出)圍繞每個齒40設置，并且每個曲折部分94通過絕緣件與齒40中的對應的一個齒接觸，以便由此能夠使每個曲折部分94與齒40中的對應的一個齒熱接觸。 例如，絕緣件可以由高導熱系數(shù)的材料形成，例如含有填料的樹脂，填料例如是硅石、氧化鋁以及具有較高導熱系數(shù)的非磁性材料。在這種情況下，每根細管92都與定子芯34的齒槽42中的對應的一個齒槽的底部、齒40中的對應的兩個齒以及線圈36中的對應的兩個線圈熱接觸。需要注意的是，在這種情況下，每個曲折部分94的面對齒40或者面對絕緣件的多個部分形成為平坦部分，以便使所述平坦部分與齒40中的對應的兩個齒或者絕緣件面接觸，由此能夠提高導熱系數(shù)。另外，如在圖9B中示出的另一個示例的情況那樣，在每根細管92的曲折部分94和齒槽42中的對應的一個齒槽的底部之間設置有空隙，從而能夠使每根細管92與齒40中的對應的兩個齒以及線圈36中的對應的一個線圈熱接觸，而沒有使每個曲折部分94與齒槽42中的對應的一個齒槽的底部接觸。S卩，每根細管92均可以布置在齒槽42中的對應的一個齒槽中，使得細管92不與后磁軛38接觸，而是僅與齒40中的對應的兩個齒以及線圈36中的對應的一個線圈熱接觸。另外，即使當每根細管都不具有曲折部分94時，同樣適用的是，布置在齒槽42中的對應的一個齒槽中的每根細管都具有形成為大體U形的U形部分，并且位于所述U形部分的兩側上的平行的直線部分與沿著圓周毗鄰的兩個齒或者絕緣件以及兩個超導線圈熱接觸。另外，在這種情況下，在每個齒槽42中，在每根細管和后磁軛之間設置空隙，以便能夠使每根細管不與后磁軛接觸。第三實施例圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的超導電機且對應于圖8的視圖。圖11 是從右側朝向左側觀察圖10時的視圖。需要注意的是，在圖10中，線圈和曲折部分94之間的重疊部分以透視圖示出。在圖8示出的第二實施例中，在定子22的圓周方向上的每個曲折部分94的每個周向部分96的兩個端部部分分別與線圈36中的沿著圓周方向毗鄰的兩個線圈的端部部分接觸。與此相比，在本實施例中，在設置于齒槽42中的對應的一個齒槽中的曲折部分94中， 設置在沿著定子22的圓周方向的兩個端部部分處的大體U形聯(lián)結部分98被夾在線圈36 的端部部分和齒槽42的底部之間，并且與線圈36的端部部分和定子芯34接觸。與在圖7 到圖9B中示出的第二實施例相比，線圈36的端部部分與U形聯(lián)結部分98以這種方式相接觸增大了線圈36和曲折部分94之間的接觸面積，從而能夠改進冷卻線圈36的冷卻性能。 考慮使每個曲折部分94與線圈36相接觸的方式和接觸部分，以便調整定子芯34和線圈36 之間的冷卻分布程度，從而易于調整從制冷機14開始運轉到制冷機14進入超導狀態(tài)的時間。因此，能夠有效地防止超導狀態(tài)失效。其它構造和功能與圖7到圖9B中示出的第二實施例的那些構造和功能相同。需要注意的是，在本實施例中，在每根細管92的曲折部分94 中，如第二實施例的情況那樣，可以使在定子22的圓周方向上的兩個端部部分中的一個端部部分或者兩個端部部分與齒40的面對曲折部分94的沿著圓周方向的端部部分的對應的一個側表面或者兩個側表面熱接觸。第四實施例圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的超導電機且對應于圖2的視圖。本實施例與圖1到圖4中示出的第一實施例的不同之處在于，設置了樹脂部分102，所述樹脂部分102由填充在構成定子芯34的齒槽42中的樹脂形成。盡管樹脂的類型并不受限制，但是該樹脂期望地是具有高導熱系數(shù)的高導熱性樹脂，所述樹脂包含填料，例如硅石、氧化鋁和具有高導熱系數(shù)的非磁性材料。另外，在被模制在樹脂中的狀態(tài)下，構成每根細管92的直線部分80的布置在齒槽42中的對應一個齒槽中的一部分與齒槽42的底部以及線圈36 中的對應的一個線圈接觸，以便插設在齒槽42的底部和線圈36的在定子22的徑向方向上的外端部部分之間。
在上述構造的情況下，由樹脂部分102形成的附加冷卻路徑形成在靠近定子22的徑向內側且定位成在齒槽42中的對應的一個齒槽中離開構成制冷機14的每一根細管66 的部分處，所以，與由于樹脂部分102產(chǎn)生的將低溫從細管66傳遞到線圈36的部分的傳熱面積的增大相結合，很難發(fā)生線圈36的不均衡的溫度分布。另外，更期望地，通過樹脂注射模式等消除了線圈36和定子芯34之間的空氣層，即，樹脂被填充到齒槽42中的每一個齒槽的全部空間中，從而能夠獲得冷卻性能更高的有利效果。其它構造和功能與圖1到圖4 中示出的第一實施例的那些構造和功能相同。第五實施例圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的超導電機且對應于圖2的視圖。本實施例與圖12示出的第四實施例的不同之處在于，設置在構成定子芯34的對應的齒槽42中的樹脂部分102的至少一部分具有空心部分104。每個空心部分104的形狀不受限制。例如，如圖13中所示，空心部分104設置在齒槽42中的對應的一個齒槽中，所述空心部分104 具有大體橢圓形的橫截面形狀或者具有將多個矩形橫截面部分相互聯(lián)結的形狀，使得所述空心部分104軸向地穿過樹脂部分102。然而，空心部分可以形成為不穿過在齒槽42中的對應的一個齒槽中的樹脂部分102的形狀。另外，在附圖的示例中，為齒槽42中的樹脂部分102的僅一部分設置空心部分104 ；替代地，可以為齒槽42中的所有樹脂部分102設置有空心部分104。在上述構造的情況下，空心部分104設置在設置成填充在對應的齒槽42中的樹脂部分102的至少一部分中，以便易于調整將低溫從細管66傳遞到線圈36的傳熱路徑，并且防止熱量傳遞到多余的部分，從而改進冷卻線圈36的冷卻性能。另外，樹脂部分102的熱容量可以通過空心部分104來調整，從而易于調整冷卻性能。其它構造和功能與圖12中示出的第四實施例的那些構造和功能相同。第六實施例圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的超導電機且對應于圖2的半部的視圖。 本實施例與圖1到圖4中示出的第一實施例的不同之處在于，具有布置在構成定子芯34的齒槽42中的對應的一個齒槽中的直線部分80的每根細管66，在從齒槽42中的對應的一個齒槽向外突出的部分處具有面對線圈端部的面對部分106。面對線圈端部的面對部分106 布置成面對線圈端部部分46的軸向外端表面部分。在附圖的示例中，每根細管66的每個面對線圈端部的面對部分106都具有第一徑向部分108、周向部分110和第二徑向部分112。 第一徑向部分108向定子22的內部徑向地彎曲，以便沿著線圈端部部分46的軸向外端表面部分在徑向方向上延伸。周向部分110聯(lián)結到第一徑向部分108的徑向內端部部分，并且在對應的齒40的圓周中心附近沿著圓周方向延伸。第二徑向部分112聯(lián)結到周向部分 110的與第一徑向部分108相對的端部部分，并且向外徑向地延伸。因此，周向部分110和第二徑向部分112以及第一徑向部分108的至少一部分與線圈端部部分46的軸向外側部表面部分相接觸，以便與線圈端部部分46的軸向外側部表面部分熱接觸。S卩，每根細管66 都布置成在兩個側部上(在圖14的前后方向上的兩個側部上)與線圈端部部分46相接觸。利用上述構造，可以進一步改進冷卻線圈36的冷卻性能，并且可以易于更均勻地冷卻整個線圈36。即，可以在降低整個線圈36中的不均衡的溫度分布的同時，冷卻線圈36。需要注意的是，可以構造成使得每根細管僅僅與一對線圈端部部分46中的一個的軸向外端部部分相接觸。其它構造和功能與在圖1到圖4中示出的第一實施例中的那些構造和功能相同。需要注意的是，使每根細管66與線圈端部部分46的軸向外側表面部分相接觸的部分的結構并不局限于具有例示出的形狀的結構；替代地，可以應用多種結構。
需要注意的是，在上述實施例中，本發(fā)明的上述方面應用于定子布置在轉子的徑向外側部上以便面對轉子的內轉子結構。然而，本發(fā)明的上述方面并不局限于這種構造。本發(fā)明的上述方面可以應用于定子布置在轉子的徑向內側部以便面對轉子的外轉子結構。在這種情況下，超導線圈卷繞在外周端部部分處，所述外周端部部分是定子芯的一個徑向端部部分。
權利要求
1.一種超導電機(10)，其特征在于，所述超導電機包括 轉子(20)，所述轉子能夠旋轉地布置；定子(22)，所述定子布置在所述轉子00)的徑向方向上，以便面對所述轉子00)；和制冷機(14)，所述制冷機具有至少一根細管(66)，低溫制冷劑在所述細管的內部流動，其中所述定子02)具有定子芯(34)和多個超導線圈(36)，所述多個超導線圈卷繞在所述定子芯(34)的徑向端部部分處，并且所述多個超導線圈由超導線材材料形成，并且所述至少一根細管(66)與所述多個超導線圈(36)中的至少一個超導線圈和所述定子芯(34)熱接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的超導電機(10)，其中所述定子芯(34)具有環(huán)形后磁軛(38)；多個齒(40)，所述多個齒從所述后磁軛(38) 的徑向端部部分徑向地突出；和齒槽(42)，每個所述齒槽均設置在所述多個齒00)中的沿著所述定子0 的圓周方向毗鄰的兩個齒之間，所述多個超導線圈(36)分別圍繞所述齒00)卷繞，所述至少一根細管(66)具有延伸部分，所述延伸部分在所述齒槽G2)中的對應的一個齒槽中沿著所述定子02)的軸向方向延伸，并且所述延伸部分與所述多個超導線圈(36)中的至少一個超導線圈以及所述定子芯(34) 熱接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述的超導電機(10)，其中所述延伸部分是直線部分(80)和曲折部分(94)之一。
4.根據(jù)權利要求1或者2所述的超導電機(10)，其中所述定子芯(34)具有環(huán)形后磁軛(38)；多個齒(40)，所述齒從所述后磁軛(38)的徑向端部部分徑向地突出；和齒槽(42)，每個所述齒槽均設置在所述多個齒00)中的沿著所述定子02)的圓周方向毗鄰的兩個齒之間，所述多個超導線圈(36)分別圍繞所述齒00)卷繞，并且所述至少一根細管(66)布置成與所述齒槽0 中的對應的一個齒槽的底部以及所述多個超導線圈(36)中的至少一個超導線圈接觸。
5.根據(jù)權利要求4所述的超導電機(10)，其中所述至少一根細管(66)與所述多個齒00)中的至少一個齒熱接觸。
6.根據(jù)權利要求1或者2所述的超導電機(10)，其中所述定子芯(34)具有環(huán)形后磁軛(38)；多個齒(40)，所述多個齒從所述后磁軛(38) 的徑向端部部分徑向地突出；和齒槽(42)，每個所述齒槽均設置在所述多個齒00)中的沿著所述定子0 的圓周方向毗鄰的兩個齒之間，所述多個超導線圈(36)分別圍繞所述齒00)卷繞，并且所述至少一根細管(66)布置成不與所述后磁軛(38)接觸，并且布置成在所述齒槽 (42)中的對應的一個齒槽中與所述多個齒GO)中的至少一個齒以及所述多個超導線圈 (36)中的至少一個超導線圈熱接觸。
7.根據(jù)權利要求2所述的超導電機(10)，其中所述定子0 布置在所述轉子(20)的徑向外側部上，以便面對所述轉子00)，所述定子芯(34)具有所述環(huán)形后磁軛(38)；所述多個齒(40)，所述多個齒從所述后磁軛(38)的內周端部部分徑向地突出；和所述齒槽(42)，每個所述齒槽均設置在所述多個齒GO)中的沿著所述定子02)的圓周方向毗鄰的兩個齒之間，所述至少一根細管(66)具有曲折部分(94)，所述曲折部分用作在所述齒槽0 中的對應的一個齒槽中沿著所述定子02)的軸向方向延伸的延伸部分，并且所述曲折部分(94)的外周邊緣的朝向所述定子0 的徑向外部的至少一部分與所述齒槽0 中的對應的一個齒槽的底部接觸。
8.根據(jù)權利要求7所述的超導電機(10)，其中所述曲折部分(94)的面向所述齒槽0 中的對應的一個齒槽的底部的圓弧部分的圓弧的曲率半徑，大于所述齒槽0 中的對應的一個齒槽的底部的圓弧形狀的曲率半徑。
9.根據(jù)權利要求1到8中的任一項所述的超導電機(10)，其中在所述齒槽0 中的至少一個齒槽中填充有樹脂。
10.根據(jù)權利要求1到9中的任一項所述的超導電機(10)，其中所述多個超導線圈(36)中的每一個都具有兩個線圈端部部分(46)，所述兩個線圈端部部分分別從所述定子芯(34)的兩個軸向端面軸向向外地突出，并且所述至少一根細管(66)具有面對線圈端部的面對部分(106)，所述面對部分布置成面對所述兩個線圈端部部分G6)中的至少一個線圈端部部分的軸向外端表面部分，并且與所述兩個線圈端部部分G6)中的所述至少一個線圈端部部分接觸。
全文摘要
一種超導電機(10)，包括轉子(20)，所述轉子被能夠旋轉地布置；和定子(22)，所述定子布置在所述轉子(20)的徑向方向上，以便面對所述轉子(20)。所述定子(22)具有多個超導線圈(36)，所述超導線圈卷繞在定子芯(34)的徑向端部部分處，并且所述超導線圈由超導線材材料制成。所述超導電機(10)包括制冷機(14)，所述制冷機具有至少一根細管(66)，低溫制冷劑在所述細管內流動。至少一根細管(66)與所述線圈(36)中的至少一個線圈和所述定子芯(34)熱接觸。
文檔編號H02K9/08GK102545542SQ20111044596
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者大橋義正, 奧村暢朗, 水谷良治, 石田賢司 申請人:豐田自動車株式會社