超导直线发电机的特性研究与应用方案设计
本文关键词:超导直线发电机的特性研究与应用方案设计 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:超导材料的兴起,特别是高温超导材料,给传统的强电应用带来了性能上革命性的提升,其中就包括超导发电机。而相对于超导旋转发电机,超导直线发电机由于低温部分不需要转动,有着更高的系统稳定性,所以其在设计以及运行上有着天然的优势。超导直线发电机的研制,为海浪发电、斯特林发动机发动机、以及线性膨胀机提供了更高效的发电装置选择。本文在总结了目前直线发电机以及超导直线发电机发展状况的基础上,对超导块材和超导线圈励磁下的超导直线发电机进行了研究、分析,并在Maxwell下分别对两种模式的超导直线同步发电机进行了建模仿真,定量给出了超导直线同步发电机相对于传统直线同步发电机的性能优势,并详细分析了电机的各项空载属性、负载特性以及正弦运动下的输出特性。本文分别设计了应用于太阳能斯特林发电系统中的动圈式超导直线同步发电机,以及应用于海浪发电的超导同步发电机和同时应用风浪能的旋转直线复合式超导开关磁阻发电机。主要内容如下:1.简要介绍了直线发电机以及超导直线发电机的发展背景、发展状况及各种超导直线发电机的原理和特点。分析了超导块材励磁和超导线圈励磁的超导直线同步发电机的工作原理,并对其进行数学理论分析及特性分析。3.运用Maxwell仿真软件建立不同励磁下的超导直线同步发电机的电磁模型,并进行仿真,研究了其相对于传统同步发电机的优势,空载特性和负载特性,以及实际应用中正弦往复运动下超导直线同步发电机的输出特性。4.设计了一种应用于太阳能斯特林发电系统中带自冷却功能的动圈式超导直线同步发电系统,装备两台斯特林发动机分别起到直线压缩机和驱动发电机的作用,并进行了热负荷分析和可行性分析。5.分别设计了应用于海浪发电的直驱式超导直线发电机和可以同时应用风浪能的旋转直线复合式超导开关磁阻发电机。通过本文的研究,证明了超导直线发电机相对于传统直线发电机有着更高的空载电压和能量输出力,验证了动子速度、磁场气隙、励磁磁场等因素对于电机特性的影响,提出的几种设计的应用方案切实可行,具有进一步研究的价值。
[Abstract]:The rise of superconducting materials, especially high temperature superconducting materials, has brought the revolutionary performance to the traditional high power application, including superconducting generators. Compared to the superconducting rotating generator, the superconducting linear generator due to the low temperature part does not need to rotate, with higher system stability, so the design and operation of a natural advantage. The development of Superconducting Linear Generator for wave power, Stryn, engine, and the linear expansion machine provides power generation equipment more efficient. Based on the summary of the current linear generator and superconducting linear generator development, the superconducting linear generator superconductor and superconducting coil excitation conditions are researched. In the analysis, and Maxwell respectively under the two modes of the superconducting linear synchronous generator are modeling and simulation, the quantitative superconducting linear with Step generator performance superiority over the traditional linear synchronous generator, and a detailed analysis of the properties of the motor no-load output characteristics, load characteristics and sinusoidal motion. This paper used in the design of Stryn solar power generation system in the moving coil type superconducting linear synchronous generator, and used in wave power generation superconducting synchronous generator and at the same time the application of waves the rotating linear composite superconducting switch reluctance generator. The main contents are as follows: 1. a brief introduction of the linear generator and superconducting linear generator development background, principle and characteristics of the development status and superconducting linear generator are analyzed. The working principle of Superconducting Linear Synchronous Generator Excitation and HTS Superconducting coil excitation, and carries on the analysis and the characteristics of mathematical analysis of.3. using Maxwell simulation software to establish different excitation under the superconducting straight The electromagnetic model of synchronous generator, and the simulation, study the advantage compared with the traditional synchronous generator, the no-load characteristics and load characteristics, the output characteristics of.4. Superconducting Linear Synchronous Generator and sinusoidal application under reciprocating motion is designed for a sun synchronous generation system with moving coil type superconducting linear self cooling function in Stryn power generation system, equipped with two Stryn engine respectively to linear compressor and drive the generator function, and the thermal load analysis and feasibility analysis of.5. were used in the design of wave power direct drive type superconducting linear generator can be used simultaneously and the rotating linear waves can composite superconducting switched reluctance generator through the study of this paper. And that has a superconducting linear generator no-load voltage and energy output power higher than the traditional linear generator, The influence of mover speed, magnetic field gap, excitation magnetic field and other factors on motor performance is verified. Several design application schemes are feasible and of further research value.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM31
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4 吴志豪;超导直线发电机的特性研究与应用方案设计[D];电子科技大学;2015年
,本文编号:1365305
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