Синхронные электрические двигатели на основе массивных высокотемпературных сверхпроводников и постоянных магнитов

• Автор: Дежин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ
Введение

1.1. Современные сверхпроводниковые материалы

1.2. Классификация электрических машин на основе сверхпроводников

1.3. Основные направления работ по созданию сверхпроводниковых электрических машин

Выводы
ГЛАВА П. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДВУХПОЛЮСНЫХ ВТСП ДВИГАТЕЛЕЙ С КОМПОЗИТНЫМ СЛОИСТО-БЛОЧНЫМ РОТОРОМ
Введение
2.1. Постановка двухмерных электродинамических задач
2.2. Определение усредненных магнитных характеристик композитного слоисто-блочного ротора
2.2.1. Магнитные характеристики композитной среды из ПМ и ферромагнитных блоков
2.2.2. Магнитные характеристики композитной среды из ПМ, ферромагнитных блоков и ВТСП пластин
2.3. Аналитические решения задач расчета двухмерных магнитных полей
в активной зоне ВТСП электродвигателя
2.3.1. Структура решения в композитном слоисто-блочном роторе
2.3.2. Структура решения в области воздушного зазора
2.4. Векторные диаграммы и основные зависимости для расчета параметров синхронных ВТСП электродвигателей
2.5. Результаты расчета параметров макетного образца ВТСП двигателя с композитным слоисто-блочным ротором на основе постоянных магнитов и объемных ВТСП элементов
Выводы
ГЛАВА III. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДВУХПОЛЮСНЫХ ВТСП ДВИГАТЕЛЕЙ С РАДИАЛЬНЫМИ ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ И СЛОИСТЫМ СЕРДЕЧНИКОМ В РОТОРЕ
Введение
3.1. Постановка двухмерной электродинамической задачи
3.2. Аналитические решения задач расчета двухмерных магнитных полей
в активной зоне ВТСП электродвигателя
3.2.1. Структура решения в композитном слоистом сердечнике ротора
3.2.2. Структура решения в кольцевой области с радиальными ПМ
3.2.3. Структура решения в области воздушного зазора
3.3. Основные зависимости для расчета параметров синхронного ВТСП электродвигателя с радиальными ПМ и слоистым сердечником
3.4. Результаты расчета параметров синхронного ВТСП двигателя со слоистым сердечником и радиальными ПМ на роторе
Выводы
ГЛАВА IV. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ПАРАМЕТРОВ ДВУХ- И ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНЫХ ВТСП ДВИГАТЕЛЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
Введение
4.1. Особенности численного расчета ВТСП двигателей в пакете прикладных программ «Elcut Professional» при заданных токах в обмотке статора
4.2. Алгоритмы численного расчета магнитных полей и параметров двух-и четырехполюсных синхронных ВТСП двигателей с ПМ при заданном напряжении фаз обмотки статора
4.2.1. Построение картины распределения магнитных полей в
активной зоне ВТСП электродвигателя
4.2.2. Вычисление значения магнитного потока от ПМ ротора
4.2.3. Определение значений индуктивных сопротивлений
4.3. Результаты численных расчетов макетных образцов двухполюсных ВТСП двигателей. Сопоставление аналитических и численных расчетов
4.4. Результаты численных расчетов макетных образцов четырехполюсных ВТСП электродвигателей с радиальными и тангенциальными ПМ
Выводы

ГЛАВА V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕРИИ СИНХРОННЫХ ВТСП ДВИГАТЕЛЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
Введение
5Л. Автоматизированный испытательный комплекс для
экспериментального исследования криогенных электрических машин
5.2. Конструкции экспериментальных ВТСП электродвигателей
5.2.1. Двухполюсный синхронный ВТСП электродвигатель с композитным слоисто-блочным ротором
5.2.2. Двухполюсный синхронный ВТСП электродвигатель со слоистым сердечником и радиальными ПМ на роторе
5.2.3. Четырехполюсный синхронный ВТСП электродвигатель с радиальными ПМ
5.2.4. Четырехполюсный синхронный ВТСП электродвигатель с тангенциальными ПМ
5.3. Результаты экспериментальных исследований макетных образцов
двух- и четырехполюсных ВТСП электродвигателей
5.4. Сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований макетных образцов синхронных ВТСП двигателей
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

построении аналитических решений, относительная магнитная проницаемость ВТСП пластин считается заданной //5 < 1.
При решении электродинамических задач в активной зоне синхронного ВТСП двигателя реальная структура композитного слоистого ротора (см. рис. 2.2а) заменяется эквивалентной анизотропной средой с тензором усредненных
„ ж (Мг 0
относительных магнитных проницаемостей ц = и эквивалентной
I 0 цг.)
намагниченностью М{0,А/г} (см. рис. 2.26). Методика определения компонент
тензора /их., Цу. и вектора намагниченности м{о,мг} по заданным свойствам ВТСП элементов, РЗМ блоков и ферромагнитных вставок, их геометрии и концентраций рассмотрена ниже.
Композитный
Рисунок 2.2. Расчетная модель ВТСП двигателя: а — переход к токовому слою; б — переход к анизотропной среде
С учетом принятых допущений распределение магнитных полей В в линейной зоне ВТСП двигателей с длинным ротором (/./£)>3—4) могут быть найдены из решения двухмерных электродинамических задач, описываемых уравнениями Максвелла [25, 27]:
Г гоШ = 0; сИВ = 0;
в = Но»{н+м)
(2.1)