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Design of a 35 kV high-temperature superconducting synchronous machine with optimized field winding

Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2024年第9期25卷 687-700页

作者： Chao LUO Bowen XU Jien MA Jiancheng ZHANG Jiabo SHOU Youtong FANG College of Electrical Engineering Zhejiang UniversityHangzhou 310027China Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Corporation Hang Zhou 310014China

This paper proposes the application of high-voltage stator-cable windings in superconducting machines,based on the characteristics of strong magnetic fields and large air ***-linked polyethylene cable winding can be employed to achieve a rated voltage of 35 kV in direct-current(DC)-field superconducting machines,thereby enabling a direct connection between the superconducting machine and the power grid,eliminating the need for *** first,through finite element analysis,demonstrate that the proposed high-voltage high-temperature superconducting machine not only meets the requirement of a 35 kV-rated voltage,but also exhibits minimal flux leakage,torque fluctuation,and harmonic *** then compare three candidate types to discuss the tradeoff between the multi-group superconducting field winding arrangement and machine *** propose inverted trapezoidal superconducting field winding as a promising candidate,because it has minimal superconductivity material usage,the largest safety margin for the superconducting coils(SCs),low thrust ripple,and low total harmonic distortion with the desired 35 kV-rated ***,through large-scale design parameter sweeping,we show how we selected the optimal parameters for field winding and validated them by the finite element method.

关键词： High-voltage stator-cable windings Superconducting machines inverted trapezoidal field winding Total harmonic distortion

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