【摘 要】
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高温超导电机具有效率高,体积小和重量轻等优点,是高温超导材料最重要的应用方向之一.2kW高温超导爪极直流电机的转子绕组采用常规铜导体,定子励磁采用高温超导线圈.超导
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高温超导电机具有效率高,体积小和重量轻等优点,是高温超导材料最重要的应用方向之一.2kW高温超导爪极直流电机的转子绕组采用常规铜导体,定子励磁采用高温超导线圈.超导线圈为螺线管型,产生沿轴向磁场,定子爪极结构铁芯可以将线圈轴向磁通转换为径向.电机采用两极结构,设计功率2kW,转速1500转,气隙磁密0.7T.高温超导线圈采用Bi2223高温超导带材绕制,内径192mm,外径210mm,高度40mm,共200匝,最大垂直场0.15T,工作在液氮条件下(77K),工作电流20A,超导线圈采用层绕和饼式相结合的方法绕制,以保证线圈中无接头,并使超导线端部处在线圈外围.定子爪极结构决定电机气隙密的大小和分布,采用Ansoft maxwall软件进行三维有限元计算,对爪极的锥度、倾角、导磁回路形状等参数做了优化,以达到较高的每极磁通和较均匀的磁场分布.低温杜瓦采用真空夹层结构,由线圈空间和液氮储槽组成,液氮储量3L,以保证较长的工作时间.测试结果显示电机能达到设计参数.高温超导爪极直流电机将有效的减少电机的励磁损耗,提高工作效率,在电动交通工具领域有比较好的应用前景.
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