超導電機（繞組由實用超導線繞制成的電機）

超導電機（繞組由實用超導線繞制成的電機）

超導電機 （繞組由實用超導線繞制成的電機） 次瀏覽 | 2022.10.25 12:29:17 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 超導電機繞組由實用超導線繞制成的電機

超導電機，superconducting electricmachine，是指繞組由實用超導線繞制成的電機。該項目計劃先設計和制造出一臺40～50kW的高溫超導旋轉電機樣機，內部采用4磁極結構，運用工藝優良的YBCO超導帶材，僅使用同功率大小傳統電機的1/5-1/3體積，而產生同樣大的轉矩，并節省40-50%的電能源，提高運行效率，為國家和制造企業創造可觀的經濟效益。

中文名

超導電機

外文名

superconducting electricmachine

性質

電機

類型

圓盤式和折入式

分類

超導汽輪發電機

勵磁繞組用超導線(鈮鈦Nb-Ti合金線或鈮三錫Nb3Sn)繞制。選用的電流密度高達傳統常規繞組的幾十倍。電機的磁通氣隙密度取得很高，大大超過了鐵磁材料（硅鋼片等）的飽和點。

因而發電機重量大幅度下降，提高了發電機的電磁功率的最大值，使電機可以應付更大的功率突變，這有利于電機并網運行時的穩定性。目前因強磁場、大電流密度的交流超導材料尚未過關,所以只能在直流勵磁繞組中采用超導線,而交流電樞繞組則仍用常規導線（銅線）。

轉子超導勵磁繞組浸于旋轉的低溫液氦容器中，由多層轉軸的內層輸送液態氦，以冷卻勵磁繞組。[1]蒸發后的氣態氦從多層轉軸的夾層流出。為了避免外界熱量的侵入，在旋轉低溫容器的外殼以及多層轉軸的層間均設有真空隔熱夾層。整套低溫系統嚴格密封。在轉子外層還裝有用金屬材料制成的電阻尼屏，以屏蔽定子諧波磁場及發電機在三相不對稱運行時的負序磁場進入超導勵磁繞組，避免超導材料失去超導性。

超導單極直流電機

采用超導勵磁繞組及液態電刷，可以制成高電壓、大電流、大容量的直流電機。有圓盤式和折入式兩種。這兩種電機均可作發電機運行（由原動機驅動），也可作電動機運行(由電刷引入電流)。超導單極直流電機適用于船舶推進、軋鋼、大型卷揚機和慢速壓縮機等場合，很有發展前途。

項目

項目概述：超導電機是當今世界上幾個高新研究領域之一，其產品具有高效，綠化，節能等顯著優點，內部設計和制造工藝集成先進技術,有著廣闊的應用前景和巨大的市場潛力。我國在超導應用領域的研究雖然一直處于世界先進行列，但由于技術和制造工藝有限,大多還沒有實用化商業化,因此中國制造的超導電機停步為零，使得我國在軍事、輪船和其他工業領域仍然使用傳統大功率電機。

該項目計劃先設計和制造出一臺40～50kW的高溫超導旋轉電機樣機，內部采用4磁極結構，運用工藝優良的YBCO超導帶材，僅使用同功率大小傳統電機的1/5-1/3體積，而產生同樣大的轉矩，并節省40-50%的電能源，提高運行效率，為國家和制造企業創造可觀的經濟效益。在仿真方面運用最新有限元分析軟件FEMLAB。截止至2006年9月，該課題組已完成了該超導電機的設計可行性論證和仿真分析結果。

目前，世界上僅有為數很少的幾個國家如美國,英國，日本和德國等，研制出了超導電機實體，但技術和應用范圍都極其有限，僅使用在大功率電氣設備上。本項目將集先前超導電機的研究所長，重新研究和設計中小功率電機，批量生產后可開拓中小功率超導電機市場。該項目前期為研發階段（主要工作在劍橋大學進行），中期為生產制造階段（主要工作在國內進行），后期為市場銷售階段（全球推廣），預計3年后，本技術及其產品所帶來的年經濟效益將達到百萬。

屆時，將填補國內在此領域研究和生產制造上的空白，提高我國在超導應用方面的技術水平，并可申請多項自主知識產權，帶動該領域科技發展，更好地響應祖國的科技創新政策。

在英國劍橋大學工程系和超導研究中心（IRC）的共同支持下，經過詳細的技術論證后，于2006年4月在劍橋大學進行了超導電機項目立項，并成立了項目組，其團隊人員由五位劍橋大學中國學者組成,旨在運用我們在國外的知識和技術，研究制造出中國的第一臺超導電機。希望暨此次創業大賽之良機，與國內相關行業交流并尋找合作機會，共同開發超導高科技產品，推動我國超導研究進一步發展。

參考資料