高溫超導(dǎo)電機(jī)具有高可靠性、高功率密度和高效率的優(yōu)勢(shì)。但傳統(tǒng)上超導(dǎo)電機(jī)大部分都是在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上采用超導(dǎo)線圈或超導(dǎo)塊材來(lái)發(fā)揮永磁體的作用,在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子上的高溫超導(dǎo)線圈或塊材會(huì)承受較大的離心力,導(dǎo)致超導(dǎo)材料臨界電流下降,影響超導(dǎo)電機(jī)的性能,此外轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)需采用動(dòng)密封結(jié)構(gòu),導(dǎo)致電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜化而限制了轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)行。本文提出了一種電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)可以解決這些問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)高功率密度、高效率、冷卻簡(jiǎn)單和成本低的需求。圍繞該高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)的電磁機(jī)理、參數(shù)分析、超導(dǎo)繞組交流損耗、設(shè)計(jì)原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等開(kāi)展了深入的研究。全文的主要內(nèi)容如下:針對(duì)高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)中由于采用非線性超導(dǎo)材料導(dǎo)致傳統(tǒng)電機(jī)矢量分析法準(zhǔn)確性存疑的問(wèn)題,本文提出了 LR電路微分方程數(shù)值解法研究高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)的電磁機(jī)理。針對(duì)高溫超導(dǎo)材料電磁本構(gòu)關(guān)系,揭示了高溫超導(dǎo)材料的電阻率變化規(guī)律,研究了高溫超導(dǎo)體的磁場(chǎng)透入和電流分布的規(guī)律特點(diǎn);結(jié)合超導(dǎo)材料E-J法則,推導(dǎo)出了定子電流和轉(zhuǎn)子電流的常微分方程LR形式,采用了歐拉法解常微分方程的辦法對(duì)微分方程組進(jìn)行離散化,得到了電機(jī)定子電流和轉(zhuǎn)子電流的離散化形式;結(jié)... 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 高溫超導(dǎo)電機(jī)低溫保持系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外低溫保持系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)低溫保持系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 高溫超導(dǎo)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外高溫超導(dǎo)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)高溫超導(dǎo)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)LR電路模型分析與計(jì)算
    2.1 高溫超導(dǎo)帶材的電磁特性
        2.1.1 高溫超導(dǎo)體等效電阻率
        2.1.2 高溫超導(dǎo)體的磁場(chǎng)透入
        2.1.3 高溫超導(dǎo)體的電流分布
    2.2 高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)LR電路模型
        2.2.1 轉(zhuǎn)子超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)LR電路模型
        2.2.2 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)LR電路模型
        2.2.3 全超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)LR電路模型
    2.3 本章小結(jié)
3 電樞結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)性能的影響
    3.1 高溫超導(dǎo)材料臨界電流各向異性
    3.2 超導(dǎo)電機(jī)定子槽內(nèi)漏磁場(chǎng)的特性分析
    3.3 電樞結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)槽內(nèi)超導(dǎo)線圈表面磁場(chǎng)的影響規(guī)律
        3.3.1 超導(dǎo)線圈位置對(duì)線圈表面磁場(chǎng)的影響
        3.3.2 開(kāi)口矩形槽尺寸對(duì)線圈表面磁場(chǎng)的影響
        3.3.3 傳輸電流和匝數(shù)對(duì)線圈表面磁場(chǎng)的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)超導(dǎo)繞組交流損耗研究
    4.1 高溫超導(dǎo)材料的交流損耗模型
        4.1.1 高溫超導(dǎo)材料自場(chǎng)下的交流損耗
        4.1.2 高溫超導(dǎo)材料垂直交變外磁場(chǎng)下交流損耗
        4.1.3 高溫超導(dǎo)材料平行交變外磁場(chǎng)下交流損耗
    4.2 高溫超導(dǎo)線圈交流損耗特性分析
        4.2.1 高溫超導(dǎo)線圈的結(jié)構(gòu)
        4.2.2 高溫超導(dǎo)線圈的載流特性
        4.2.3 高溫超導(dǎo)線圈的交流損耗模型
        4.2.4 高溫超導(dǎo)線圈的交流損耗數(shù)值計(jì)算
    4.3 減小高溫超導(dǎo)電機(jī)超導(dǎo)繞組交流損耗的方法
    4.4 本章小結(jié)
5 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)
    5.1 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)提出
    5.2 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
    5.3 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)
        5.3.1 定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.3 超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)
    5.4 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行性能分析
    5.5 本章小結(jié)
6 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)的制作與繞組實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 電機(jī)各部件的制作
        6.1.1 定子制作
        6.1.2 轉(zhuǎn)子制作
        6.1.3 超導(dǎo)線圈制作
        6.1.4 低溫保持系統(tǒng)制作
    6.2 高溫超導(dǎo)磁體性能測(cè)試
        6.2.1 高溫超導(dǎo)帶材和線圈臨界電流的測(cè)試
        6.2.2 高溫超導(dǎo)帶材和線圈交流損耗的測(cè)試
    6.3 本章小結(jié)
7 電樞超導(dǎo)型高溫超導(dǎo)感應(yīng)電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    7.1 定子有鐵芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    7.2 定子無(wú)鐵芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    7.3 本章小結(jié)
8 結(jié)論與展望
    8.1 全文結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對(duì)玻璃鋼低溫容器發(fā)展前景的研究[J]. 劉彥章.  科技風(fēng). 2017(05)
[2]變頻調(diào)速感應(yīng)電機(jī)損耗分析[J]. 趙春祥,黃娜,杜光輝,宋佩利.  電子世界. 2017(04)
[3]三相鼠籠式異步電機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 張寶文,羅玲.  橡塑技術(shù)與裝備. 2016(04)
[4]13.2 MW海上超導(dǎo)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 方海洋,曲榮海,唐躍進(jìn),王晉,劉迎珍,張斌,何杰,祝喆,蘇路順.  南方電網(wǎng)技術(shù). 2015(12)
[5]不同排列下高溫超導(dǎo)帶材交流損耗的仿真計(jì)算[J]. 堵益高,馬勇虎,沈錦飛.  低溫與超導(dǎo). 2013(08)
[6]高溫超導(dǎo)材料及其應(yīng)用前瞻[J]. 王岳.  材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2013(02)
[7]高溫超導(dǎo)YBCO帶材的交流損耗的FEM仿真分析[J]. 李曉群,何清,金濤,周世平,李敬東,任麗,唐躍進(jìn),伍科.  低溫與超導(dǎo). 2012(12)
[8]直驅(qū)高溫超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)[J]. 姜茜.  東方電機(jī). 2012(06)
[9]高溫超導(dǎo)（HTS）同步電機(jī)的進(jìn)展[J]. 陳婷,戴慶忠.  東方電機(jī). 2011(03)
[10]超導(dǎo)磁場(chǎng)繞組旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)展?fàn)顩r[J]. 張光蓉.  東方電機(jī). 2010(06)

博士論文
[1]高溫超導(dǎo)材料交流損耗測(cè)試方法及應(yīng)用研究[D]. 劉勇.蘭州大學(xué) 2017
[2]超導(dǎo)材料及其電磁結(jié)構(gòu)中若干電—磁—力基本特性的定量研究[D]. 夏勁.蘭州大學(xué) 2016
[3]超導(dǎo)材料的臨界性能、交流損耗以及力學(xué)特性的理論研究[D]. 何安.蘭州大學(xué) 2016
[4]高溫超導(dǎo)線圈穩(wěn)定性研究[D]. 賴凌峰.清華大學(xué) 2015
[5]高溫超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電動(dòng)式磁懸浮的研究[D]. 李碩.北京交通大學(xué) 2015
[6]高溫超導(dǎo)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組設(shè)計(jì)[D]. 何杰.華中科技大學(xué) 2015
[7]永磁同步電機(jī)高溫超導(dǎo)電樞繞組的研究[D]. 曹繼偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[8]復(fù)合磁懸浮的高溫超導(dǎo)直線同步電動(dòng)機(jī)[D]. 鄭陸海.電子科技大學(xué) 2011
[9]復(fù)合籠條轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)電磁與傳熱特性的研究[D]. 曹君慈.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]高溫超導(dǎo)帶材交流損耗的理論分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)量[D]. 賈晨曦.北京交通大學(xué) 2016
[2]高溫超導(dǎo)帶材特性分析與應(yīng)用研究[D]. 蘇路順.華中科技大學(xué) 2015
[3]機(jī)械應(yīng)變及并聯(lián)下的高溫超導(dǎo)帶材臨界電流研究[D]. 易培文.西南交通大學(xué) 2015
[4]電動(dòng)汽車(chē)用高功率密度異步電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)研究[D]. 趙玉雙.天津大學(xué) 2014
[5]380V超導(dǎo)電抗器的研發(fā)[D]. 董洪達(dá).華中科技大學(xué) 2014
[6]基于磁路法的高溫超導(dǎo)帶材臨界電流連續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)[D]. 鄒圣楠.清華大學(xué) 2013
[7]高溫超導(dǎo)帶材在10kV電阻型超導(dǎo)限流器中的交流損耗研究[D]. 應(yīng)立.上海交通大學(xué) 2013
[8]高溫超導(dǎo)體的交流損耗研究[D]. 李曉群.華中科技大學(xué) 2013
[9]高溫超導(dǎo)電纜交流損耗熱測(cè)法研究[D]. 趙麗娜.北京交通大學(xué) 2012
[10]高溫超導(dǎo)線圈交流損耗的分析與研究[D]. 趙穎.北京交通大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3033608