超導(dǎo)發(fā)電機拓撲結(jié)構(gòu)
發(fā)布時間：2024-02-21 瀏覽次數(shù)：53
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由于常規(guī)結(jié)構(gòu)超導(dǎo)電機不宜工作在高轉(zhuǎn)速條件下，因此功率密度提升能力有限。對于航空電推進系統(tǒng)的需求，渦電動力是一種極具前景的全電航空實現(xiàn)途徑。渦輪發(fā)電機的突出特點是高功率、高轉(zhuǎn)速以及高效率，因此，多種適宜高速工作的超導(dǎo)發(fā)電機結(jié)構(gòu)被加以報道。 為避免轉(zhuǎn)子超導(dǎo)勵磁動密封難題以及超導(dǎo)體勵磁磁密不足的現(xiàn)狀，在第2類徑向間隙定子半超導(dǎo)電機的基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)子端部增加軸向超導(dǎo)勵磁結(jié)構(gòu)，得到一種新型的軸-徑向間隙超導(dǎo)電機。軸-徑向間隙超導(dǎo)電機的定子電樞繞組與徑向間隙超導(dǎo)電機相同，區(qū)別在于前者在轉(zhuǎn)子端部增加了靜置的超導(dǎo)勵磁磁體與閉磁環(huán)，轉(zhuǎn)子端部增加了N極導(dǎo)磁端環(huán)和S極導(dǎo)磁端環(huán)，導(dǎo)磁端環(huán)與轉(zhuǎn)子連成一個整體，閉磁環(huán)與導(dǎo)磁端環(huán)留有軸向間隙，因此電機內(nèi)部同時存在徑向和軸向磁通路徑，其局部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
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軸-徑向間隙超導(dǎo)電機局部結(jié)構(gòu)
軸-徑向間隙超導(dǎo)電機綜合了徑向氣隙超導(dǎo)電機和軸向氣隙超導(dǎo)電機結(jié)構(gòu)特點，采用此新型結(jié)構(gòu)有效地解決了超導(dǎo)電機的低溫容器旋轉(zhuǎn)動密封和軸的冷卻收縮補償問題，克服了系統(tǒng)可靠性低的缺點，通過超導(dǎo)軸向勵磁增加徑向氣隙磁密，進而增加空載反電勢和電磁轉(zhuǎn)矩，提高電機功率并增大電機功率密度。此種電機轉(zhuǎn)子采用常規(guī)永磁轉(zhuǎn)子，因此轉(zhuǎn)子可以高速工作，但由于轉(zhuǎn)子采用細長結(jié)構(gòu)，且限于導(dǎo)磁端環(huán)材料的磁飽和程度，超導(dǎo)勵磁對氣隙磁密的提升能力有限，并且轉(zhuǎn)子端部超導(dǎo)勵磁結(jié)構(gòu)使超導(dǎo)電機的整體冷卻結(jié)構(gòu)及裝配結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
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