高温超导同步电机正在走向市场

1986年,瑞士苏黎士研究人员率先研发出了一种高温超导材料,于是拉开了国际竞相开发高温超导同步电机的序幕。因为较表1中所述的低温超导材料,利用该表所述高温超导材料来制造超导电机,不仅能够降低成本,而且可以简化设计,改善致冷系统及提高可靠性。恰恰在这时正好是关于电网结     

高温超导同步电机正在走向市场

1986年,瑞士苏黎士研究人员率先研发出了一种高温超导材料,于是拉开了国际竞相开发高温超导同步电机的序幕,使用较表1中所述的比低温超导材料温度来得高的高温超导材料制造超导电机,不仅能够降低成本,而且可以简化设计,改善致冷系统及提高可靠性。而恰在此时,关于电网结构概念的世界性趋势已经转向于配电和小型发电厂,而且研究表明：只有1,000MW以上的超导电机机组才具有竞争力,这两个因素使得许多开发商取消了低温超导电机项目而改投高温超导电机的有关的工作。     

高温超导电机的发展与研究现状

20世纪90年代初,随着高温超导(HTS)材料实用特性的改善,HTS电机技术逐渐发展起来。已研制的HTS电机包括HTS直流电机、同步电机、异步电机、直线电机,以及HTS磁阻、磁滞、永磁电机。尤其是从21世纪初开始,该技术得到了快速发展,取得了一系列重大成果。详细叙述了HTS电动机和发电机的发展过程,总结了HTS电机的优点及其应用前景。     

高温超导(HTS)同步电机的进展

近几年来,国外已对许多带高温超导线圈绕组的超导电机进行了验证,目前一些项目正进入开发阶段。本文回顾了世界范围内低温超导电机和高温超导电机的历史,用超导励磁线圈绕组代替传统的铜线圈励磁绕组,可以使旋转电机性能更佳、稳定性更高、操作更简单。超导同步电机自1960年代中期开始发展,起初励磁绕组采用低温超导体,由于励磁绕组热裕量小,加之转子冷却系统复杂,故很难产出有市场吸引力的电机。而高温超导体可以提供较大的热裕量,且转子冷却系统大为简化,由此推动了军用和商用高温超导电机的发展。在美国和欧洲,已出现从几千瓦到几兆瓦的高温超导电机的示范机。目前,正开发的大型高转矩船用推进电动机和大型发电机,预计在未来几年内可以商业化。其使用寿命长、体积小、重量轻及效率较高的优势,则刺激了大型高温超导电机的发展。     

高温超导电缆技术的发展与应用

发达国家普遍认为，发展高温超导技术是电力行业在21世纪国际高技术竞争中保持尖端优势的关键所在。目前，高温超导电缆技术已经向实用化阶段发展，各国政府和相关部门已经在积极推进高温超导电缆的实用化和商品化工作。     

分极式永磁同步电机

设计了一种结构简洁的分极式永磁同步电机模型。它依据一般电机原理 ,采用现代化新型永磁材料 ,并综合了同步电机和异步电机的优点和性能 ,具有机型改动小、成本低、功率因数高、运行可靠的特点 ,可做为未来电动机的升级替换产品。     

爪极永磁同步电机的设计特点

介绍爪极永磁同步电机转子的结构及设计特点,并说明了一些主要结构尺寸间的关系。     

高温超导电缆及其低温绝缘研究现状

概述了世界上高温超导电缆的研究历史和现状,介绍了高温超导电缆本体的基本结构及绝缘要求,分析了高温超导电缆主绝缘的结构及存在的问题。针对高温超导电缆中使用的液氮和几种低温固体绝缘材料,分别介绍了其在低温环境下介电性能的相关研究进展。总结发现：液氮的击穿场强受到气泡和电极材料的影响;液氮下绝缘材料的直流击穿场强高于交流击穿场强;聚酰亚胺在液氮下的交直流击穿场强高于聚丙烯层压纸;低温会抑制环氧树脂中电树枝的生长。     

第二代100m高温超导导线在美问世

由铋、锶、钙、铜和氧组成的第一代高温超导导线（BSCCO），携带电流的能力比同样尺寸的铜导线高100倍，但由于它的成本也是铜导线的100倍，所以很难打进输电线市场。因而全世界的研究人员开始研发第二代高温超导导线，以降低其成本和提高其性能。经过10年缓慢但有成效的进展，由YBCO组成的超导导线很有可能很快进入市场。     

高温超导直线电动机技术及其发展

简要介绍了高温超导(HTS)材料的研究现状,着重总结了近年来研制的HTS直线电动机的结构、功能特点及其意义;并将HTS直线电动机与常规直线电动机作了比较,阐述了HTS直线电动机的优点及应用前景.     

基于混合高温超导材料的高温超导储能系统顺利完成并网动模实验

2011年5月24日,中国电科院电工与新材料研究所（超导电力研究所）历时两年时间自主研发的高温超导储能系统在国家电网仿真中心电力系统动态模拟实验室成功实现了并网功率补偿。实验的成功,标志着中国电科院在高温超导储能系统电力应用技术领域取得了阶段性突破,其成果可为国家电网公司下一阶段开展超导电力应用技术的科研、试验示范运行、系统的分析与评估奠定坚实的基础。该高温超导储能系统是我国首个应用第一代铋系和第二代钇钡铜氧混合超导体构造的干焦容量高温超导储能系统,     

基于同步电机电抗参数定义式的仿真计算方法

从同步电机各种稳态和瞬态电抗参数的定义、各种电抗参数与电机内部各绕组和磁路结构之间的电磁关系出发,提出了一种基于电抗参数定义式的仿真计算方法,给出了详细的仿真计算步骤。通过算例与样机实测结果的对比,表明仿真计算结果与实测值非常吻合,从而验证了所提计算方法的有效性和准确性。     

无轴承永磁同步电机研究现状与发展趋势

无轴承永磁同步电机同时具备永磁同步电机的优良特性与磁悬浮轴承的特点。分析了国内外无轴承永磁同步电机研究现状,指出其发展规律;总结了目前国内外无轴承永磁同步电机结构与控制策略方面的研究成果,为其结构改进与控制优化提供参考;分析了无轴承永磁同步电机发展趋势,为其研究工作指出方向。     

新型复合永磁同步电机的设计与分析

提出了一种新颖的永磁同步电机,它将外转子式旋转永磁同步电机与盘式永磁同步电机结合起来,充分利用了电机内部的有效空间,提高了电机的电磁转矩与体积比。介绍了复合永磁同步电机的原理和样机设计,用有限元方法分析了这一结构形式电机的电磁场和电磁转矩。与相同外形尺寸下的外转子式旋转永磁同步电机进行了对比,分析了复合永磁同步电机的优缺点。样机的试验结果证明了电机设计的合理性。     

高密度永磁同步电机的变参数等效磁网络分析

针对双"I"型转子结构的内置式高密度永磁同步电机(PMSM),基于MATLAB/Simulink平台提出了一种变参数等效磁网络法,充分考虑转子漏磁,且通过变参数环节,自动调节各部分磁导率,计算铁心饱和,提高了变参数等效磁网路法的计算准确性。利用该磁网络,分析了转子尺寸参数对电机空载电磁性能以及气隙磁密波形的影响,为高密度PMSM初步设计提供了一种有效快速的分析手段。     

35kV 2000A低温绝缘高温超导电力电缆示范工程

2013年12月9日,中国首条冷绝缘高温超导电缆系统在宝山钢铁股份有限公司投入实际供电线路,为二炼钢电炉进行供电。该超导电缆系统额定容量为120 MVA(额定电压35 k V,额定电流2000 A),长度50 m,三相超导材料均采用AMSC提供的二代高温超导带材,超导电缆系统采用高端智能控制与通讯技术,实现了无人电站的远程化控制。     

基于ANSYS的永磁同步电机设计分析软件

开发了永磁同步电机性能分析与设计软件。该软件通过参数化设计语言APDL,建立了有限元计算软件ANSYS和C++设计程序之间的接口。使用VC++6.0对ANSYS分析永磁同步电机内部电磁场进行二次开发,用户只需在设计分析软件界面中输入参数,系统即能自动调用ANSYS在后台进行计算,得到所需要的数据和图形。该软件系统具有友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂的、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,因此,可让即使从未学习过ANSYS软件的工程设计人员也能很好地借助本系统进行永磁同步电机电磁场有限元分析。     

21世纪电力传输新材料高温超导电缆综述与展望

本文简要回顾了超导现象的发现及超导性研究和超导材料发展的历史 ,介绍了高温超导电缆的基本技术和国内外发展情况 ,对高温超导电缆的制造成本和运行费用进行了评估 ,并探讨了高温超导电缆在我国的应用前景 ,同时展望了高温超导电缆的应用给未来的输电系统可能带来的革命性变化     

表贴式永磁同步电机多步预测控制简化算法

针对表贴式永磁同步电机多步模型预测转矩控制优化过程运算量大的问题,提出一种多步预测控制新型简化算法。首先,建立了多步模型预测转矩控制模型,分析未简化算法(T-MPTC)的实施过程和运算量;其次,在“精简电压矢量集合”法(S-MPTC)基础上,提出了“电压矢量保持”算法(P-MPTC),一定条件下避免遍历备选电压矢量集中的所有电压矢量以简化运算;最后,定义运算量的评价指标,将所提出的P-MPTC算法与T-MPTC、S-MPTC算法进行仿真对比,分析3种算法的控制性能和运算量的变化情况,并在STM32H743单片机平台上实际对比了3种算法的执行时间,验证了所提出算法的简化效果。结果表明,相比于其他两种算法,提出的简化算法在保证电机控制性能基本不变的同时,能大幅度减少多步模型预测的运算量。以六步预测为例,P-MPTC算法运算量仅为T-MPTC算法运算量的0.02%,极大减少了多步预测的计算量。     

我国首台兆瓦级高温超导电机研制成功

从中船重工七一二所获悉,该所研制的兆瓦级高温超导电机实现满负载稳定运行,标志着我国首台兆瓦级高温超导电机研制成功。该电机具有完全自主知识产权,达到世界先进水平,对我国超导电机的战略发展具有里程碑意义。