基于子域模型的高温超导绕组电机磁场解析计算

为了研究高温超导绕组电机的磁场分布,提出一种磁场解析计算方法。根据超导电机结构特殊性,考虑超导材料特性,把超导电机的磁场作为线性稳定磁场处理。在二维平面坐标系中,对高温超导绕组电机磁场求解域进行子域划分,建立了各子域矢量磁位拉普拉斯方程或泊松方程。根据边界条件利用分离变量法分别求解各子域的拉普拉斯方程或泊松方程通解。将高温超导体的临界电流参数、电机极对数、高次谐波、每极每相槽数的影响作为附加约束条件,求解各个子域的矢量磁位和磁感应分量的解析表达式。计算了空载气隙磁密、空载反电动势和相关电磁性能参数,与有限元计算结果进行比较,结果表明该解析计算方法有效且准确,对超导块材和线材电机磁场分析、参数计算具有一定的参考意义。

饱和铁心型超导限流器的高温超导绕组绝缘

简要介绍了常用低温绝缘材料的性能参数和作为高温超导绕组绝缘的适用性。详细介绍了聚酰亚胺薄膜胶带作为高温超导绕组匝间绝缘的直流击穿试验,以及饱和铁心型超导限流器的高温超导绕组绝缘结构、制作工艺等。通过220k V饱和铁心型超导限流器的电气性能试验验证了高温超导绕组绝缘的可靠性,不仅能满足不同运行工况下的技术要求且有较大安全裕度。

基于国产YBCO带材的高温超导发电机的研制

随着可再生能源工业的发展对发电机技术提出更高容量和更大功率密度的需求,高温超导发电机在海上风力发电机领域有着广阔的应用前景。中国科学院电工研究所与上海电气集团上海电机厂有限公司合作研究高温超导发电机技术并研制基于国产YBCO带材的500 kW高温超导发电机原理样机。500 kW高温超导发电机为首台基于国产YBCO超导带材的高温超导发电机。目前,超导发电机已经完成研制工作并进行满负荷运行测试,电机运行良好,各项指标依据国标测试达到预期值。该文着重介绍500 kW高温超导发电机系统的研制工作,其中包括国产YBCO带材和9%Ni低温导磁钢的电磁特性研究,超导励磁绕组的优化设计和研制,同时介绍500 kW高温超导发电机的系统级测试工作,包括空载特性、负载特性、满载效率,并给出相应实验测试结果。

基于ANSYS的大电流高温超导线圈的环流分析

超导材料由于其零电阻特性,与常导线圈相比较,绕组各支路间漏电抗微小的不平衡将会引起很大的环流。环流的存在使磁场分布更加不均匀,从而影响交流损耗和临界电流。该文采用磁场与电路分析相结合的方法,应用有限元法分析漏磁场并计算电感系数矩阵的基础上得到电路方程,计算双饼超导线圈绕组的支路电流分布,并分析了支路电阻对环流的影响。计算结果表明:超导材料的零电阻特性所引起的环流是相当大的,不容忽略,并且支路电阻越大,支路电流越接近,支路电流趋向均匀,总的电流不平衡度逐渐减小,形成的环流逐渐减小。

电力变压器的节能新趋势

节能降耗是未来电力变压器的重要发展方向。本文分析与总结了几种具有发展前景的变压器节能新技术,包括采用多级接缝铁心结构与非晶合金铁心材料,绕组采用高温超导技术。

10MW级高温超导励磁绕组同步风力发电机的研究

本文采用有限元法研究了10MW级高温超导励磁绕组风力发电机的电磁设计，给出了设计方案并且分析了发电机特性。10MW级高温超导风力发电机从电磁设计的角度上看是可行的。本文研究了8极和12极两种方案，从结果中可以看出8极的设计方案要优于12极方案。分析结果也显示出高温超导风力发电机的同步电抗较小。因此，针对大短路电流采取合适的防护措施是十分必要的。