李兴田
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张涵
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龚天勇
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杨晨
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王志涛
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周鹏博
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刘坤
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马光同
低温物理学报
随着高温超导磁体技术的日趋成熟,本文提出了一种基于二代高温超导磁体的新型高温超导直线同步电机的电磁仿真分析方法,依据永磁同步直线电机的电磁设计原理,以二代高温超导磁体取代普通永磁体,对高温超导同步直线电机进行了仿真研究.本文首先从理论上推导了高温超导体的非线性本构关系模型,获得了仿真模拟高温超导体电磁特性的数学描述,提出了电机推力的计算方法,并建立了电机的二维仿真模型,利用电机有限元软件对电机的静动态电磁场、电磁力和启动速度等参数进行了仿真分析,之后对不同动子质量和工作频率的启动特性进行了分析.最后通过对电机变频启动特性研究,验证了最大速度变频启动方式同样适用于高温超导直线同步电机.在此仿真设计的基础上,我们成功研制了相关的实验室原理性样机.
关键词:
高温超导磁体
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同步直线电机
,
有限元仿真
,
磁场分布
,
变频启动
郑石钧
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晏飞翔
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李婧
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林群煦
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陈鑫
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郑珺
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马光同
稀有金属材料与工程
本研究设计制作的高温超导直线同步电机样机中,次级使用由Y-Ba-Cu-O带材绕制成的4个跑道型硅钢芯超导线圈,以传统的铜线绕组作为初级,其中4个次级超导线圈串联并在其背部附加铁轭.通过改变初次级间的气隙,研究了不同气隙高度下该样机的推进力和法向力.结果表明,在气隙高度较低时,推进力随着气隙的增大迅速衰减,而气隙高度较高时,推进力的衰减减弱.并且本直线电机样机的推进力密度为117 N/m,而只用了不到16m长的超导带材.可为今后大型直线同步电机的设计提供参考.
关键词:
高温超导
,
直线同步电机
,
气隙高度
