双定子场调制超导电机超导磁体电磁特性的分析与计算

作     者：宁新福 程明 朱新凯 王玉彬 许利通 NING Xinfu;CHENG Ming;ZHU Xinkai;WANG Yubin;XU Litong

作者机构：东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 中国石油大学(华东)新能源学院山东省青岛市266580 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2022年第42卷第16期

页      面：6064-6072页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51777216 51991381 52130706)。 

主　　题：高温超导电机 高温超导磁体 临界电流 交流损耗 超导电磁场数值计算 

摘      要：双定子场调制高温超导电机(double-stator field-modulated high temperature superconducting machine,DSFM-HTSM)是一种新型超导电机,其使用高温超导(hightemperature superconducting,HTS)磁体励磁,且实现HTS磁体的静态密封冷却与电机的无刷化。针对10kW DSFM-HTSM样机使用的100匝BSCCO双饼线圈,结合超导临界态模型和麦克斯韦方程建立其二维电磁场有限元计算模型,对HTS线圈的自场通流过程进行数值模拟,得到线圈电流的分布与变化特征,并求得线圈临界电流;采用边界替换法,对电机额定运行下的HTS线圈进行快速的电磁场有限元计算,求得HTS线圈的交流损耗;最后进行HTS磁体的制造和实验测试,在液氮冷却下线圈临界电流达70A,与理论计算值相符;样机稳定运行,HTS磁体满足设计要求,验证所提分析计算方法的正确性和有效性。