【摘 要】
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超导发电机具有节材及高效运行的优势,而其结构与励磁绕组的电磁设计直接决定了电机的体积、重量、性能及成本,因此对超导发电机的电磁设计理论及励磁绕组的结构优化进行了深
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超导发电机具有节材及高效运行的优势,而其结构与励磁绕组的电磁设计直接决定了电机的体积、重量、性能及成本,因此对超导发电机的电磁设计理论及励磁绕组的结构优化进行了深入研究具有重要意义。本文首先建立了超导发电机三维有限元模型。通过改变励磁绕组跑道数及各跑道匝数,对励磁绕组的磁动势波形进行了优化；通过改变超导体材料、励磁绕组弯曲半径及磁屏蔽厚度的大小,对空间磁密的波形进行了优化,同时对超导励磁绕组附近的磁场尤其是影响超导材料失超性能的垂直磁场进行了分析研究,确定了合理的超导发电机励磁绕组结构和超导材料。最后采用二维时步有限元方法计算了优化后的超导发电机空载电动势波形并对其进行了谐波分析。通过研究得出超导发电机励磁绕组弯曲半径和磁屏蔽厚度分别为38mm和50mm,励磁绕组结构采用四跑道时,模型最为合理。进一步计算了该模型的空载电动势波形,并进行谐波分析,结果满足设计要求
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