Новые типы синхронных ВТСП электрических машин с радиально-тангенциальными постоянными магнитами

• Автор: Некрасова, Юлия Юрьевна
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН НА ОСНОВЕ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ И МАССИВНЫХ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ

Введение

1.1. Характеристики постоянных магнитов из редкоземельных материалов

1.2. Современные, высокотемпературные сверхпроводниковые

материалы

1.3. Синхронные машины с постоянными магнитами на роторе

1.4. Классификация электрических машин на основе сверхпроводников

1.5. Основные направления работ по созданию электрических машин с постоянными магнитами и ВТСП элементами на роторе
Выводы
ГЛАВА II. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАСЧЕТА ДВУХМЕРНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ПАРАМЕТРОВ СИНХРОННЫХ ВТСП ДВИГАТЕЛЕЙ С РАДИАЛЬНО-ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМИ И
РАДИАЛЬНЫМИ МАГНИТАМИ
Введение
2.1. Постановка двухмерных электродинамических задач
2.2. Использование р-полюсного источника для построения
аналитических решений задачи
2.3. Структура аналитических решений для двухмерных магнитных полей уединенных цилиндров с радиально-тангенциальными магнитами
2.3.1. Структура решения в терминах скалярного магнитного
потенциала
2.3.2. Структура решения в терминах функции магнитного потока;
2.4. Структура аналитических решений для двухмерных магнитных полей
в активной зоне ВТСП электродвигателей
2.4.1. Синхронный ВТСП двигатель с радиально-тангенциальными
магнитами
2.4.2. Синхронный ВТСП двигатель с радиальными магнитами,

2.5. Векторные диаграммы и основные зависимости для расчета параметров синхронных ВТСП электродвигателей
2.6. Результаты расчета и сравнительный анализ параметров синхронных ВТСП двигателей с радиально-тангенциальными магнитами
Выводы
ГЛАВА III. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ПАРАМЕТРОВ МНОГОПОЛЮСНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ И ВТСП ЭЛЕМЕНТАМИ В РОТОРЕ
Введение
3.1. Особенности численного расчета ВТСП двигателей в пакете прикладных программ «Elcut Professional» при заданных токах в обмотке статора
3.2. Алгоритмы численного расчета магнитных полей и параметров двухполюсных и четырехполюсных синхронных ВТСП двигателей с ПМ при заданном напряжении фаз обмотки статора
3.2.1. Построение картины распределения магнитных полей, в активной
зоне ВТСП электродвигателя
3.2.2. Вычисление значения магнитного потока от ПМ ротора
3.2.3. Определение значений индуктивных сопротивлений
3.3. Результаты численных расчетов макетных образцов шестиполюсных ВТСП электродвигателей с радиально-тангенциальными ПМ
Выводы
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИНХРОННЫХ ВТСП ДВИГАТЕЛЕЙ С РАДИАЛЬНО-ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМИ ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
Введение
4.1. Автоматизированный испытательный комплекс для
экспериментального исследования криогенных электрических машин
4.2. Конструкция экспериментального ВТСП электродвигателя с радиально-тангенциальными постоянными магнитами
4.3. Результаты экспериментальных исследований макетного образца шестиполюсного ВТСП электродвигателя
4.4. Сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований макетных образцов синхронных ВТСП двигателей
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВМФ США совместно с компаниями Northrup-Grumman и American Superconductor рассматривает возможность создания ВТСП генератора мощностью
36.5 МВт (120 об/мин) для надводных кораблей. В частности, его предполагается использовать на строящихся эсминцах типа DDX, а также не перспективных крейсерах CDX. Рис. 1.17 позволяет оценить ощутимый выигрыш нового двигателя в массе по сравнению с традиционным образцом.
Рис. 1.17. Сравнение габаритных размеров судового двигателя с медной обмоткой
в индукторе и ВТСП мотора
Как отмечалось выше, в разрабатываемых ВТСП электрических машинах на основе композитных ВТСП проводов, как правило, необходимо использовать сложные системы криостатирования, обеспечивающие достаточно низкие температуры в зоне индуктора (существенно ниже температуры кипения жидкого азота). В этой связи, в настоящее время в ведущих научных центрах России, Германии и Японии интенсивно исследуются также новые типы СП электрических машин с массивными и композитными листовыми ВТСП элементами и системами криостатирования на уровне жидкого азота (77 К).
Разработки криогенных электрических машин с массивными ВТСП элементами из УВСО керамики с охлаждением жидким азотом (77 К) ведутся начиная с 1995 г в МАИ в Центре сверхпроводниковых электрических машин и устройств в кооперации с ведущими научными центрами России и Германии
Copper Motor
36.5 MW, 120rpm, 6.6KV 180-250 tonnes
HTS Motor 36.5 MW, 120rpm, 6.6KV <754 tonnes