超導(dǎo)電機(jī)

超導(dǎo)電機(jī)的寫法

超導(dǎo)電機(jī)介紹

超導(dǎo)電機(jī)，superconductingelectricmachine，是指繞組由實(shí)用超導(dǎo)線繞制成的電機(jī)。該項(xiàng)目計(jì)劃先設(shè)計(jì)和制造出一臺(tái)40～50kW的高溫超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)電機(jī)樣機(jī)，內(nèi)部采用4磁極結(jié)構(gòu)，運(yùn)用工藝優(yōu)良的YBCO超導(dǎo)帶材，僅使用同功率大小傳統(tǒng)電機(jī)的1/5-1/3體積，而產(chǎn)生同樣大的轉(zhuǎn)矩，并節(jié)省40-50%的電能源，提高運(yùn)行效率，為國(guó)家和制造企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在英國(guó)劍橋大學(xué)工程系和超導(dǎo)研究中心（IRC）的共同支持下，經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)論證后，于2006年4月在劍橋大學(xué)進(jìn)行了超導(dǎo)電機(jī)項(xiàng)目立項(xiàng)，并成立了項(xiàng)目組，其團(tuán)隊(duì)人員由五位劍橋大學(xué)中國(guó)學(xué)者組成,旨在運(yùn)用我們?cè)趪?guó)外的知識(shí)和技術(shù),研究制造出中國(guó)的臺(tái)超導(dǎo)電機(jī)。

分類

超導(dǎo)汽輪發(fā)電機(jī)

勵(lì)磁繞組用超導(dǎo)線(鈮鈦Nb-Ti合金線或鈮三錫Nb3Sn)繞制。選用的電流密度高達(dá)傳統(tǒng)常規(guī)繞組的幾十倍。電機(jī)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(diǎn)。因而發(fā)電機(jī)重量大幅度下降，提高了發(fā)電機(jī)的電磁功率的值，使電機(jī)可以應(yīng)付更大的功率突變，這有利于電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。目前因強(qiáng)磁場(chǎng)、大電流密度的交流超導(dǎo)材料尚未過關(guān),所以只能在直流勵(lì)磁繞組中采用超導(dǎo)線,而交流電樞繞組則仍用常規(guī)導(dǎo)線（銅線）。轉(zhuǎn)子超導(dǎo)勵(lì)磁繞組浸于旋轉(zhuǎn)的低溫液氦容器中，由多層轉(zhuǎn)軸的內(nèi)層輸送液態(tài)氦，以冷卻勵(lì)磁繞組。蒸發(fā)后的氣態(tài)氦從多層轉(zhuǎn)軸的夾層流出。為了避免外界熱量的侵入，在旋轉(zhuǎn)低溫容器的外殼以及多層轉(zhuǎn)軸的層間均設(shè)有真空隔熱夾層。整套低溫系統(tǒng)嚴(yán)格密封。在轉(zhuǎn)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(chǎng)及發(fā)電機(jī)在三相不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的負(fù)序磁場(chǎng)進(jìn)入超導(dǎo)勵(lì)磁繞組，避免超導(dǎo)材料失去超導(dǎo)性。

超導(dǎo)單極直流電機(jī)

采用超導(dǎo)勵(lì)磁繞組及液態(tài)電刷，可以制成高電壓、大電流、大容量的直流電機(jī)。有圓盤式和折入式兩種。這兩種電機(jī)均可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行（由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)），也可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行(由電刷引入電流)。超導(dǎo)單極直流電機(jī)適用于船舶推進(jìn)、軋鋼、大型卷?yè)P(yáng)機(jī)和慢速壓縮機(jī)等場(chǎng)合，很有發(fā)展前途。

項(xiàng)目

項(xiàng)目概述：超導(dǎo)電機(jī)是當(dāng)今世界上幾個(gè)高新研究領(lǐng)域之一，其產(chǎn)品具有高效，綠化，節(jié)能等顯著優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)部設(shè)計(jì)和制造工藝集成先進(jìn)技術(shù),有著廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。我國(guó)在超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域的研究雖然一直處于世界先進(jìn)行列，但由于技術(shù)和制造工藝有限,大多還沒有實(shí)用化商業(yè)化,因此中國(guó)制造的超導(dǎo)電機(jī)停步為零，使得我國(guó)在軍事、輪船和其他工業(yè)領(lǐng)域仍然使用傳統(tǒng)大功率電機(jī)。

該項(xiàng)目計(jì)劃先設(shè)計(jì)和制造出一臺(tái)40～50kW的高溫超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)電機(jī)樣機(jī)，內(nèi)部采用4磁極結(jié)構(gòu)，運(yùn)用工藝優(yōu)良的YBCO超導(dǎo)帶材，僅使用同功率大小傳統(tǒng)電機(jī)的1/5-1/3體積，而產(chǎn)生同樣大的轉(zhuǎn)矩，并節(jié)省40-50%的電能源，提高運(yùn)行效率，為國(guó)家和制造企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在仿真方面運(yùn)用有限元分析軟件FEMLAB。截止至2006年9月，該課題組已完成了該超導(dǎo)電機(jī)的設(shè)計(jì)可行性論證和仿真分析結(jié)果。

目前，世界上僅有為數(shù)很少的幾個(gè)國(guó)家如美國(guó),英國(guó)，日本和德國(guó)等，研制出了超導(dǎo)電機(jī)實(shí)體，但技術(shù)和應(yīng)用范圍都極其有限,僅使用在大功率電氣設(shè)備上。本項(xiàng)目將集先前超導(dǎo)電機(jī)的研究所長(zhǎng)，重新研究和設(shè)計(jì)中小功率電機(jī)，批量生產(chǎn)后可開拓中小功率超導(dǎo)電機(jī)市場(chǎng)。該項(xiàng)目前期為研發(fā)階段（主要工作在劍橋大學(xué)進(jìn)行），中期為生產(chǎn)制造階段（主要工作在國(guó)內(nèi)進(jìn)行），后期為市場(chǎng)銷售階段（全球推廣），預(yù)計(jì)3年后，本技術(shù)及其產(chǎn)品所帶來(lái)的年經(jīng)濟(jì)效益將達(dá)到百萬(wàn)。屆時(shí)，將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域研究和生產(chǎn)制造上的空白，提高我國(guó)在超導(dǎo)應(yīng)用方面的技術(shù)水平，并可申請(qǐng)多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，帶動(dòng)該領(lǐng)域科技發(fā)展，更好地響應(yīng)祖國(guó)的科技創(chuàng)新政策。

在英國(guó)劍橋大學(xué)工程系和超導(dǎo)研究中心（IRC）的共同支持下，經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)論證后，于2006年4月在劍橋大學(xué)進(jìn)行了超導(dǎo)電機(jī)項(xiàng)目立項(xiàng)，并成立了項(xiàng)目組，其團(tuán)隊(duì)人員由五位劍橋大學(xué)中國(guó)學(xué)者組成,旨在運(yùn)用我們?cè)趪?guó)外的知識(shí)和技術(shù),研究制造出中國(guó)的臺(tái)超導(dǎo)電機(jī)。希望暨此次創(chuàng)業(yè)大賽之良機(jī)，與國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)交流并尋找合作機(jī)會(huì)，共同開發(fā)超導(dǎo)高科技產(chǎn)品，推動(dòng)我國(guó)超導(dǎo)研究進(jìn)一步發(fā)展。