从专利角度分析超导电机技术发展路线
摘 要 作为一种新型电机，超导电机具有功率密度高、重量轻、体积小等优点。本文对超导电机的相关专利文献进行了检索，对各技术分支的专利申请进行了统计，梳理出超导电机的技术演进路线，并对超导电机的研究现状进行总结。
关键词 超导电机；冷却方式；冷却回路；超导材料；技术演进
中图分类号 TM37 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）15-0173-02
超导电机由于采用了超导绕组，与常规电机相比，既解决了电枢绕组发热、温升问题，又能够承载更大的电流从而产生更强的磁场，降低电机的重量、体积和材料消耗，提高电机效率，具有广阔的应用前景。随着高温超导电机的设计、装配及系统结构都较容易实现，高温超导电机制冷系统的结构大大简化，运行成本降低，超导电机受到更广泛的关注。
1 专利技术概况
由于超导电机与常规电机的差异主要体现在超导绕组的设置、冷却系统的构成和材料制备3个方面，因此，超导电机的技术分支主要分为以下几个部分。
基本构造。主要指超导电机的整体结构，仅体现其与常规电机结构的差异以及所衍生的特定结构。主要包括：绕组结构，如超导励磁绕组、超导电枢绕组、全超导绕组以及支撑结构，其具体结构取决于无芯结构带来的励磁绕组和电枢绕组的固定需求。
冷却系统。冷却系统是超导电机的核心部件，超导电机必须通过冷却系统保证超导绕组的超导性。主要包括3个部分，制冷机，常采用G-M制冷机，技术已经比较成熟，不对该部分做进一步研究；传输耦合器，技术难点在于低温介质的旋转密封问题；冷却方式，对应不同的冷却液具有不同的冷却回路和冷卻效果。
材料制备。主要针对超导材料在超导电机领域的应用和发展，各种超导材料的制备方法。
1.1 申请量年度分布
超导电机的专利申请趋势如图1所示。超导电机领域的专利申请量从1965年至1985年处于缓速增长阶段，到1987年呈爆发式增长，此后跌落到一个较高值，保持较平稳地持续增长。造成这个趋势的原因在于，在20世纪70年代，随着低温超导体加工技术逐渐成熟，各个国家分别投入低温超导电机的研发与制造中，但是低温超导体的极低工作温度要求极大地制约了低温超导电机的发展与应用，低温超导电机发展的态势缓慢，研究人员一直在寻求具备较高临界温度的超导体材料。
随着1986年高温超导材料的发现，超导电机的工作温度得以提高，同时高温超导材料包括了线材、带材以及块材等多种形式，突...
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