高温超导电机电枢线圈临界电流密度研究

《高温超导电机电枢线圈临界电流密度研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、低温与超导超导技术Cryo．&Supercond第37卷第6期Vo1．37No．6高温超导电机电枢线圈临界电流密度研究李恩道，陈安斌，王莉(哈尔滨工业大学低温与超导技术研究所，哈尔滨150001)摘要：高温超导线材的临界电流密度受磁场的影响，在设计计算时，通常假设在线圈截面上电流密度是均匀分布的。但是，实际上在线圈截面上，电压是一致的。由于线圈中的磁场不均匀分布，各处的临界电流密度是不同的。采用数值模拟的方法，分析了高温超导线圈截面上的临界电流分布。结果显示，临界电流密度的分布是不均匀的，总的临界电流可比按均匀分布时的计算结果提高25％以上。关键

2、词：临界电流密度；磁通密度；高温超导CriticalcurrentdensitydistributionforarmaturecoilofhightemperaturesuperconductingmotorLiEndao，ChenAnbin，WangLi(InstituteofCryogenicsandSuperconductivityTechnology，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001．China)Abstract：Currentdensityisinfluencedbyfluxdensity

3、inhightemperaturesuperconductingcoil．Typicallythemaximumcurrentcanbecalculatedbyassuminguniformcurentdensityacrossthecoilsectioninthepresenceofafluxgradientwithinthecoil．Butactu~ythecurentdensityisnotthesameeverywherebecauseofmagneticfluxgradient．Assumingnovoltagedifer-enceon

4、thewidthofthetape，theredistributionwithinthecoilwascalculated．Accordingtocalculationresult。theincreaseincriticalcurrentcanbemorethan25％．Keywords：Criticalcurentdensity，Fluxdensity，Hightemperaturesuperconducting1引言用量，提高带材的利用率，对超导电机的设计有着重要意义。高温超导电机是高温超导应用的一个重要研高温超导线材的临界电流密度受很多因素

5、的究方向。我们正在进行轴一径向高温全超导低速影响。首先是温度。其它条件不变时，线圈运行同步电机试验样机的研究。试验样机拟采用轴一温度越高，临界电流密度越小。即使在液氮温区径向结构，电枢绕组与励磁绕组都将采用超导线内，饱和温度与过冷氮温度之间也有很大差别。圈。电机主要设计参数如表l所示。例如，在0．1T垂直方向磁场下，超导线66K时的表1电机主要设计参数临界电流密度约是77K时的2．2倍。所以为尽Tab．1Maindesignparametersofmotor可能提高临界电流，要求过冷氮的温度尽可能的低。受液氮三相点的限制(63．2K)，再考虑换热

6、温差，样机电枢线圈拟采用66K过冷氮冷却。其次，临界电流密度还受磁场的影响。在液氮温区临界电流密度是超导体的一项重要技术指高温超导带材临界电流密度在磁场下下降严重，标。在电机的设计中为确定超导线的并联根数，而且由于其各向异性，高温超导线对垂直方向的需要充分估计线材的载流能力。超导线的临界电磁场十分敏感。很小的垂直磁场下，临界电流密流密度越高、带材的使用量越少，就越节省成本。度就会有很大程度的下降。此外，临界电流还有所以，在线圈设计时，较准确地估算出导线的临界线圈的载流形式、应力应变、弯曲等。电流密度，就能够更准确地确定高温超导带材的试验样机的电枢

7、线圈拟采用住友一代DI一收稿日期：2009—04-21基金项目：科技部国际合作项目：“轴一径向磁通高温全超导低速同步电机的研制”(2008DFR70120)资助。作者简介：李恩道(1986一)，男，硕士研究生，主要从事高温超导电动机的研究。·2O-超导技术Superconductivity第6期BSCCO高临界电流密度线(TypeH)，线材参数见子槽中，中间有铁芯。运行时磁通主要集中在铁表2[¨：芯中，励磁磁场对电枢线圈的影响较小，此时线圈表2住友一代DI—BSCCO高临界电流密度线材参数的磁场主要为线圈的自场。所以，根据以上特点Tab．2Spe

8、cificationsofsumitomo1GDI—BSCCOtypeHtape将电枢绕组的临界电流密度简化为线圈自场下电参数TypeH