Изобретение относится к электроэнергетике, а именно – к индукторным электрическим машинам с комбинированным возбуждением на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Технический результат – повышение удельных массогабаритных и энергетических показателей, а также эксплуатационной надежности, обеспечение компактности и технологичности выполнения электрической машины.
Может быть использовано в качестве генератора тока высокой частоты для криогенных потребителей наземного и космического назначения, а также в двигательном режиме в качестве привода компрессора или вакуумного турбомолекулярного насоса в составе различных пневмосистем на борту космического летательного аппарата.
Общий основной недостаток известных устройств – относительно невысокие значения массогабаритных показателей. Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение, заключаются в снижении массы и габаритов электрической машины, повышении надежности конструкции и упрощении технологии ее изготовления.
Указанные задачи решаются за счет того, что в индукторной электрической машине на основе высокотемпературных сверхпроводников, содержащей статор с обмоткой якоря, композитный ротор, содержащий элементы на основе высокотемпературных сверхпроводниковых материалов (ВТСП), статор и ротор выполнены в виде дисков (торцевая конструкция) из немагнитного материала. Дисковый композитный ротор расположен на немагнитном валу.
Обмотка якоря выполнена в виде катушек, равномерно распределенных по окружности на поверхности диска статора. На диске ротора расположены трапецеидальные отверстия, равномерно распределенные по окружности диска ротора, в которых установлены трапецеидальные элементы из ВТСП-материала, которые создают зубчатую структуру ротора путем чередования участков с магнитной проницаемостью немагнитного материала диска ротора (μ~1) и участков с магнитной проницаемостью ВТСП-трапецеидальных элементов (μ~0,1).
Снаружи диска ротора на боковой и торцевых поверхностях расположен бандаж, который выполняется из высокопрочного немагнитного материала с низкой плотностью по сравнению с электротехнической сталью, например, титан, углепластик, углеволокно.