超導發(fā)電機（用于工業(yè)、軍事等領(lǐng)域的發(fā)電機）
次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20
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超導發(fā)電機
用于工業(yè)、軍事等領(lǐng)域的發(fā)電機
基本信息
| 中文名 | 超導發(fā)電機 |
| 外文名 | Superconducting generator |
| 運用領(lǐng)域 | |
| 應用 | 超導 |
| 歸屬 | |
| 性質(zhì) | 發(fā)電機 |
收起
簡(jiǎn)介
超導發(fā)電機是電機領(lǐng)域的一種新型電機，具有功率密度大、同步電抗小、效率高、維護方便等優(yōu)點(diǎn)，將成為本世紀最有潛力、最理想的能源轉換裝置。超導發(fā)電機之所以具有這些優(yōu)點(diǎn)是因為超導發(fā)電機中包含有超導磁體，超導磁體能否正常運行是決定超導發(fā)電機成敗的一個(gè)關(guān)鍵因素。
特點(diǎn)
超導發(fā)電機可從以下方面改善電力系統：
①能夠極大地降低制造成本及其運行成本；
②可以增加電網(wǎng)的穩定性；
④與目前常用的交流短距離輸變電進(jìn)行對比研究后發(fā)現，將超導發(fā)電機的輸出轉變成直流進(jìn)行輸變電也是有益的。
研究證實(shí)，超導發(fā)電機具有以下特性：負載范圍內有較高的效率；體積、質(zhì)量小，有較高的功率密度；噪聲小；使用壽命長(cháng)；生產(chǎn)成本低；負序能力較強；可增強電網(wǎng)的穩定性；維護要求低。
分類(lèi)及結構
分類(lèi)
根據磁通方向，超導發(fā)電機可以分為徑向磁通電機和軸向磁通電機兩種。現有的超導發(fā)電機中，徑向磁通電機占有絕對優(yōu)勢。雖然軸向磁通電機沒(méi)有得到很好的推廣，但其可通過(guò)增加轉子盤(pán)的數量和定子單位而得進(jìn)一步優(yōu)化，故今后會(huì )越來(lái)越多地引起人們的重視。
制造工藝
1、繞組的支撐省去鐵芯后，繞組的支撐問(wèn)題是值得思考的問(wèn)題。
2、真空密封
超導發(fā)電機
3、繞組的制造
目前，可供有效替代的、同時(shí)具備電氣、機械性能的超導材料的研究進(jìn)展緩慢，繞組的制造工藝變化也不大。不過(guò)，最近已有學(xué)者提出用雙電樞概念來(lái)解決超導發(fā)電機中存在的問(wèn)題|。
4、線(xiàn)圈檢測及保護
超導發(fā)電機基本工作在大功率情況下。大功率應用喻示有較多匝數、大的線(xiàn)圈(尤其是電樞)，在系統中將導致大的阻抗和大量的能量?jì)Υ妗．斘＜熬€(xiàn)圈時(shí)，應有線(xiàn)圈抑制，能量必須快速移除，以阻止形成的熱點(diǎn)。
5、可靠性驗證
超導發(fā)電機磁負荷較大(約5T)，但要達到實(shí)用、大容量，提高臨界送電能力和與常規發(fā)電機并列運行的能力，必須確保安全穩定運行，故對超導發(fā)電機可靠性的要求較高。如何進(jìn)行可靠性驗證是一個(gè)需要思考的問(wèn)題。
應用
1、工業(yè)應用
隨著(zhù)對超導發(fā)電機研究的不斷深入以及超導技術(shù)的不斷發(fā)展，超導發(fā)電機很可能成為軋鋼、風(fēng)機、微機械系統、化工、航天航空、采礦、石油與天然氣精煉以及其他重工業(yè)等領(lǐng)域的理想動(dòng)力。超導電力技術(shù)在超導電纜、超導變壓器、超導儲能、超導電動(dòng)機等領(lǐng)域將有廣泛應用。超導發(fā)電機在工業(yè)上的應用將主要圍繞風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電領(lǐng)域。
2、軍事應用
未來(lái)，全電艦船上的電源、飛機上的電驅動(dòng)電源、主動(dòng)的空運驅逐系統與自保護系統等都將出現超導發(fā)電機的身影；艦船及航空器上的激光束武器也將是超導發(fā)電機大顯身手的地方。
3、在大功率風(fēng)力發(fā)電機方面的應用
與傳統的風(fēng)力發(fā)電機相比，超導發(fā)電機的質(zhì)量和體積可以減少50%以上(5MW以上的傳統風(fēng)力發(fā)電機質(zhì)量太大)，具有更高的效率，并有可能省去齒輪變速箱，變?yōu)橹彬屜到y。目前，永磁直驅風(fēng)力發(fā)電機是一個(gè)研究熱點(diǎn)，但近年來(lái)，作為能源物資的稀土永磁體的價(jià)格不斷提高，并且成為了國家控制商品。而超導發(fā)電機在性能上已遠遠優(yōu)于永磁直驅發(fā)電機，從材料上也不受稀土永磁體的限制，因此，它將具有非常廣闊的應用前景。
4、特殊應用
隨著(zhù)涂層超導體價(jià)格的不斷降低，超導發(fā)電機也可能作為新的發(fā)電裝置，被用于新一代的火箭系統中，并在無(wú)損耗輸電、生物醫學(xué)、磁懸浮運輸和航空航天等領(lǐng)域中大有作為。
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