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，是指繞組由實用超導(dǎo)線繞制成的電機(jī)。該項目計劃先設(shè)計和制造出一臺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，提高運行效率，為國家和制造企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在英國劍橋大學(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)項目立項，并成立了項目組，其團(tuán)隊人員由五位劍橋大學(xué)中國學(xué)者組成,旨在運用我們在國外的知識和技術(shù),研究制造出中國的臺超導(dǎo)電機(jī)。

分類

超導(dǎo)汽輪發(fā)電機(jī)

勵磁繞組用超導(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。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)運行時的穩(wěn)定性。目前因強(qiáng)磁場、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及發(fā)電機(jī)在三相不對稱運行時的負(fù)序磁場進(jìn)入超導(dǎo)勵磁繞組，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)運行（由原動機(jī)驅(qū)動），也可作電動機(jī)運行(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、大型卷揚機(jī)和慢速壓縮機(jī)等場合，很有發(fā)展前途。

項目

項目概述：超導(dǎo)電機(jī)是當(dāng)今世界上幾個高新研究領(lǐng)域之一，其產(chǎn)品具有高效，綠化，節(jié)能等顯著優(yōu)點，內(nèi)部設(shè)計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潛力。我國在超導(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,大多還沒有實用化商業(yè)化,因此中國制造的超導(dǎo)電機(jī)停步為零，使得我國在軍事、輪船和其他工業(yè)領(lǐng)域仍然使用傳統(tǒng)大功率電機(jī)。

該項目計劃先設(shè)計和制造出一臺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，提高運行效率，為國家和制造企業(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)很少的幾個國家如美國,英國，日本和德國等，研制出了超導(dǎo)電機(jī)實體，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。本項目將集先前超導(dǎo)電機(jī)的研究所長，重新研究和設(shè)計中小功率電機(jī)，批量生產(chǎn)后可開拓中小功率超導(dǎo)電機(jī)市場。該項目前期為研發(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（主要工作在國內(nèi)進(jìn)行），后期為市場銷售階段（全球推廣），預(yù)計3年后，本技術(shù)及其產(chǎn)品所帶來的年經(jīng)濟(jì)效益將達(dá)到百萬。屆時，將填補(bǔ)國內(nèi)在此領(lǐng)域研究和生產(chǎn)制造上的空白，提高我國在超導(dǎo)應(yīng)用方面的技術(shù)水平，并可申請多項自主知識產(chǎn)權(quán)，帶動該領(lǐng)域科技發(fā)展，更好地響應(yīng)祖國的科技創(chuàng)新政策。

在英國劍橋大學(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)項目立項，并成立了項目組，其團(tuán)隊人員由五位劍橋大學(xué)中國學(xué)者組成,旨在運用我們在國外的知識和技術(shù),研究制造出中國的臺超導(dǎo)電機(jī)。希望暨此次創(chuàng)業(yè)大賽之良機(jī)，與國內(nèi)相關(guān)行業(yè)交流并尋找合作機(jī)會，共同開發(fā)超導(dǎo)高科技產(chǎn)品，推動我國超導(dǎo)研究進(jìn)一步發(fā)展。