超导旋转电机PDF电子书下载

第一章超导电机入门 1

§1.1绪论 1

目 录 1

§1.2电机产生的功率 2

§1.3直流电机的极限 3

§1.4同步电机 4

§1.5超导变压器 7

§1.6故障限流器 7

§1.7其它电机的应用 10

§2.2超导体 12

2.2.1超导状态 12

第二章超导体的应用 12

§2.1绪论 12

2.2.2稳定化技术 17

§2.3超导体的交流损耗 23

2.3.1扭绞节距的影响 23

2.3.2交流磁滞损耗 25

2.3.3基体损耗 26

2.3.4对交流损耗的讨论 28

§2.4低温的产生 29

§2.5传热的影响 32

2.5.1绕组支撑构件的导热 32

2.5.2对流传热 33

2.5.3辐射传热 33

§2.6超导线圈的保护 34

第三章超导直流电机 38

§3.1绪论 38

§3.2异极直流电机 39

§3.3单极直流电机 41

§3.4圆形线圈的磁场 42

§3.5单极电机的构造 44

3.5.1盘式电机 44

3.5.2筒式电机 46

3.5.3盘式还是筒式？ 48

§3.6电机的电压 48

3.6.1双盘式电机 49

3.6.2多筒式电机 49

3.6.3分隔式滑环原理 50

3.6.4连续式滑环 51

§3.7多级电机的输出功率 52

3.8.1磁屏蔽 54

§3.8环境屏蔽问题 54

3.8.2屏蔽线圈 55

§3.9集流系统 56

§3.10常规的固态电刷 57

§3.11碳纤维电刷 58

§3.12液态金属滑环 61

3.12.1粘滞损耗（摩擦损耗） 63

3.12.2传导－电流损耗 64

3.12.3轴向磁场的影响 64

3.12.4径向磁场的影响 65

3.12.5稳定性方面的问题 66

3.12.6用哪一种液态金属 68

3.12.7滑环几何形状和在磁场环境中运行的影响 69

§3.13超导直流电机的应用 71

3.13.1速度控制问题 73

3.13.2其它应用 74

第四章超导交流汽轮发电机 75

§4.1绪论 75

§4.2旋转磁场的超导汽轮发电机 75

4.3.3旋转磁场、内侧电枢 79

4.3.2旋转电枢、内侧磁场 79

4.3.1旋转电枢、外侧磁场 79

§4.3供选择的设计方案 79

4.3.4旋转磁场、外侧电枢 80

4.3.5往复式发电机 80

§4.4超导汽轮发电机的经济性 81

第五章超导交流发电机的设计 85

§5.1绪论 85

§5.2必要的预备知识 86

5.2.1磁场的分布 86

5.2.2电磁负荷及功率输出 89

5.2.3发电机的电感和电抗 91

§5.3同步电抗：常规发电机与超导发电机的比较 94

§5.4环境屏 96

5.4.1对输出功率的影响 96

5.4.2环境屏的设计 99

§5.5一种设计方法 103

5.5.1供一台两极发电机用的修正后的出力表达式 105

5.5.2对Bo和励磁电流密度的限制条件 107

5.5.3磁场绕组的电磁设计 109

§5.6电枢绕组 111

5.6.1常规绕组 112

5.6.2螺旋形绕组 113

5.6.3超高压的电枢绕组 118

5.6.4电枢导线的设计 119

§5.7有限长度的影响 121

第六章超导交流发电机特性 124

§6.1绪论 124

§6.2发电机及电力系统的模型 126

§6.3稳态运行 129

6.3.1稳态电流 129

6.3.2稳定状态的力 130

§6.4短路运行 135

6.4.1故障电流 135

6.4.3短路时的力 136

6.4.2短路力矩 136

§6.5超导磁场绕组的屏蔽 140

6.5.1屏蔽问题——频率响应 140

6.5.2屏蔽问题——时间响应 142

6.5.3超导线上所允许的磁通密度变化 143

6.5.4单个转子屏 143

6.5.5单个屏的阶跃响应 146

6.5.6环境屏的影响 147

6.5.7磁场绕组的影响 148

6.6.1问题 150

6.5.8关于屏蔽的一点说明 150

§6.6超导发电机的阻尼 150

6.6.2线性化 151

6.6.3转子摆动的阻尼 153

§6.7采用两个屏的转子屏蔽 156

6.7.1双屏系统的屏蔽率 157

6.7.2双屏系统的阻尼率 159

6.7.3不同材质有孔的屏 160

6.7.4其它的阻尼技术 161

6.8.1稳态稳定性 162

§6.8稳定性问题 162

6.8.2瞬态稳定性 164

§6.9负序及谐波损耗 166

6.9.1一种简化的计算方法 166

6.9.2负序损耗与谐波损耗：改进后的精度 168

6.9.3故障后的能量损耗 170

第七章 具有新颖设计转子的超导汽轮发电机 173

§7.1绪论 173

§7.2具有惯性转子部件的超导交流发电机 173

7.2.1自由的外转子 174

7.2.2自由的内转子 175

7.2.3惯性转子发电机的特性分析 176

§7.3具有导磁钢外转子的超导交流发电机 181

参考文献 183

第八章实用超导材料 201

§8.1绪论 201

§8.2 NbTi合金超导材料 201

8.2.1 NbTi合金超导材料的发展概况 201

8.2.2 NbTi合金基本的超导特性 202

8.2.3 NbTi/Cu合金超导材料的制造 204

8.2.4 NbTi合金超导材料的Jc及其改进 207

8.3.1 Nb3Sn超导体的发展概况 212

§8.3多芯Nb3Sn超导体 212

8.3.2多芯Nb3Sn超导体设计 213

8.3.3多芯Nb3Sn超导体制作工艺 214

8.3.4青铜法工艺的改进 216

8.3.5多芯Nb3Sn的超导性能 219

参考文献 225

第九章超导交流发电机的实例综述 231

§9.1绪论 231

§9.2超导交流发电机的结构 232

§9.3转子 235

9.3.1超导磁场绕组 238

9.3.2电磁阻尼屏 241

9.3.3热辐射屏 241

9.3.4力矩管与轴端热交换器 244

9.3.5真空绝热及真空密封 246

9.3.6冷收缩补偿结构 247

9.3.7电流引线 249

§9.4定子 250

9.4.1电枢绕组 252

9.4.2磁屏蔽 256

§9.5氦的传输装置 258

§9.6我国研制的400千伏安超导交流发电机 260

9.6.1 400千伏安超导交流发电机的转子 262

9.6.2 400千伏安超导交流发电机的定子 265

9.6.3 400千伏安超导交流发电机的氦传输装置 266

附录A 线电流密度的分布 267

附录B 130万千瓦超导交流发电机的基本设计 268

附录C 发电机及电力系统的模型 272

附录D 转子屏蔽系统的分析 277

附录E 一些常用材料的性能 282

附录F 国内实用超导材料产品及技术条件 283

索引 286