结构参数对高温超导直线感应电机电磁性能的影响

设计了一种新型高温超导直线感应电机,初级线圈为Bi-2223/Ag高温超导线圈,采用单层整距集中绕组结构排列。高温超导直线感应电机临界电流的大小主要由电机初级槽漏磁通密度决定,电磁力的大小主要由空气主磁通和次级感应板涡流决定。电机结构参数对电机磁场的分布影响很大。使用有限元法比较分析了恒流条件下电机槽宽、槽高和绕组匝数对电机稳态和瞬态电磁性能的影响,研究了电机结构参数对电机最大槽漏磁通密度、电机推力和电机垂向力的影响。

轨道交通用高温超导直线感应电机的设计与测试

高温超导直线感应电机对于城市轨道交通的发展具有重要意义.参考常规铜绕组直线感应电机的设计理论,对高温超导直线感应电机进行设计.结合高温超导带材的特性,设计超导绕组线圈的结构并选择单层整距集中绕组结构的方式对线圈在初级铁芯上进行排列,采用无磁材料制作薄壁杜瓦,最后将各个部分整体组装成高温超导直线感应电机试验样机.运用有限元分析软件ANSOFT对所设计的电机建模并进行仿真计算.制作铜绕组试制样机并搭建直线电机牵引测试平台对制作的电机样机进行测试,将试验结果和仿真结果进行对比分析,验证设计的合理性与可行性.

次级结构参数对高温超导直线感应电机电磁特性的影响

次级结构参数对高温超导直线感应电机电磁特性具有重要的影响。分别对次级导电板的材料和厚度对高温超导直线感应电机电磁特性的影响进行研究分析。首先复合次级结构包括导电板和导磁板,分别选择铝板和铜板作为导电板,背铁材料作为导磁板,分别对两种材料在电磁推力、垂向力以及高温超导绕组所受最大垂直场方面做了分析,最终选择了铝铁复合次级结构。然后针对铝铁复合次级特性,通过改变铝板的厚度,来研究铝板的厚度对电磁推力、垂向力、超导绕组所受最大垂直场以及最大通电电流等参数的影响。分析结果表明合适的次级板材料和结构有利于改善高温超导直线感应电机的综合性能。

高温超导直线感应电机的优化设计

详细讨论了高温超导直线感应电机的结构设计和初级绕组排列方式,给出了高温超导带材临界电流和背景磁场的关系曲线。采用Maxwell有限元电磁分析软件对高温超导直线感应电机进行了详细的电磁分析,并对初级绕组匝数、初级铁心槽高和初级铁心槽宽等关键参数进行了参数扫描和优化,分析了它们对电机电磁力、初级槽漏磁通和电机临界电流的影响,提出了高温超导直线感应电机的优化设计方法。根据得到的高温超导直线感应电机优化设计参数制造了一台完全相同的铜绕组实验样机,测试了样机在不同电流和速度下的推力,对比相同条件下得到的有限元电磁仿真结果,可以得到一个修正推力仿真结果的系数,这个系数对研究不同电机参数的电机推力很有意义。

齿槽结构对高温超导直线感应电机水平推力影响

齿槽结构参数对高温超导直线感应电机性能有重要影响。为了具体研究这些结构参数对电机性能的影响,通过2D瞬态场有限元分析,分别研究了槽宽、槽高、齿宽对电机的电磁特性,高温超导绕组所受最大垂直场以及电机最大通电电流的影响,得到高温超导电机最大通电电流与槽宽、槽高的关系,得到结构优化后的临界槽宽以及临界槽高。通过研究分析表明,优化的齿槽结构参数有利于提高高温超导直线感应电机的通流能力,增大电机的电磁推力。

短定子超导直线感应电机性能研究

建立了短定子有、无铁心超导直线感应电机三维有限元分析模型,分析了额定工况下有、无铁心超导直线感应电机的涡流和磁场以及各分量的分布情况。研究了无铁心超导直线感应电机在不同频率下的推力变化规律,并与相同功率等级的铜线圈直线感应电机的牵引曲线进行了对比。对比了额定工况下有、无铁心超导直线感应电机的推力、法向力以及性能参数,可知无铁心超导直线感应电机的质量更轻,单位质量推力更大,但功率因数相对较低。