【摘 要】
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高温超导电机用高温超导绕组代替常规电机中的铜绕组,依靠高温超导导线的高载流能力和低损耗特性,提高电机的功率密度,降低电机的体积和重量.本文设计开发了定转子均采用
【机 构】
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清华大学机械工程系,北京100084
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高温超导电机用高温超导绕组代替常规电机中的铜绕组,依靠高温超导导线的高载流能力和低损耗特性,提高电机的功率密度,降低电机的体积和重量.本文设计开发了定转子均采用高温超导绕组的15 kW/150 rpm全超导型高温超导同步发电机.电机采用8极9槽分数槽集中式绕组结构,一共安装16个励磁线圈和18个电枢线圈,均采用5mm宽YBCO高温超导带材绕制,总用线量1.8 km.设计额定电枢线负荷500 A/cm,气隙磁密0.8 T.全超导型电机的低温系统是开发难点,本样机拟用液氮制冷,低温系统由旋转低温结构(转子)和静态低温结构(定子)两部分组成,两者共用同一个真空系统.电机本体由隔热底座支撑在真空腔内,转子通过新设计的隔热力矩联轴器(TITC)与室温输入轴相连.TITC由法兰和若干G10柱组成,具有可扩展模块设计特征.目前电机已完成设计并交付加工,测试用跑道形高温超导线圈制备进展顺利,预计在2015年内完成总装.本工作为开发未来大型全超导电机奠定了坚实的基础.
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