- Артикул:00812997
- Автор: Ковалев Л.К.
- ISBN: 978-5-7035-2029-1
- Обложка: Мягкая обложка
- Издательство: МАИ-ПРИНТ (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 440
- Год: 2008
Развернуть ▼
Рассматриваются новые типы электрических машин и систем линейного магнитного подвеса на основе массивных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Дается краткий обзор основных направлений работ в этой области. Приведены теоретические методы и результаты расчета электродинамических процессов в токонесущих элементах на основе ВТСП элементов с монодоменной и поликристаллической структурой и криомагнитов с ВТСП элементами.
Рассмотрены теоретические методы и расчеты магнитных полей и энергетических параметров гистерезисных и реактивных ВТСП двигателей.
Описаны результаты экспериментальных исследований ВТСП двигателей мощностью от 0,1 до 100 кВт при температуре на уровне жидкого азота (77 К) и жидкого водорода (-20 К).
Изложены теоретические методы расчета и результаты экспериментальных исследований синхронных ВТСП двигателей и генераторов мощностью 10-500 кВт с ВТСП элементами и постоянными магнитами. Показано, что новые типы ВТСП электрических машин по своим удельным массоэнерегтическим показателям превосходят в 2 - 3 раза соответствующие показатели аналогичных электрических машин традиционного исполнения.
Рассмотрены вопросы применения ВТСП электрических машин в энергетике, промышленности, криогенной и аэрокосмической технике.
Изложены методы расчета и результаты экспериментальных исследований систем магнитного ВТСП подвеса грузоподъемностью ~ 500 кг. Даны прогнозные оценки перспективы их использова- . ния в наземном высокоскоростном транспорте.
Для специалистов, работающих в области прикладной сверхпроводимости, электроэнергетики, электромеханики, криогенной и аэрокосмической техники, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ. СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
1.1. Классификация сверхпроводниковых электромеханических преобразователей
1.2. Электрические машины с композитными СП проводами в индукторе
1.3. Электрические машины с СП проводами на якоре
1.4. Электрические машины с массивными и композитными листовыми ВТСП элементами
1.5. Высокотемпературные сверхпроводники и температурные диапазоны их работы
1.6. Системы криостатирования
1.7. Особенности построения математических моделей процессов в электромеханических ВТСП преобразователях энергии
1.7.1. Общая характеристика теоретических моделей
1.7.2. Феноменологические модели расчета токонесущих элементов на основе ВТСП материалов
1.7.3. Двухмерные модели расчета электромагнитных процессов и параметров сверхпроводниковых электрических машин
2. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА МАССИВНЫХ И СЛОИСТЫХ КОМПОЗИТНЫХ ВТСП ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Массивные монодоменные ВТСП элементы с высокой токонесущей способностью
2.1.1. Локальные электродинамические процессы в ВТСП пластинах в магнитных полях различной поляризации
2.1.2. Общая постановка задачи расчета магнитных полей в массивных ВТСП элементах
2.1.3. ВТСП пластина в бегущем и пульсирующем магнитных полях
2.1.4. ВТСП цилиндр в пульсирующем и вращающемся магнитных полях
2.1.5. ВТСП сфероид в пульсирующем и вращающемся магнитных полях
2.1.6. Намагниченность и гистерезисные потери в массивных ВТСП элементах
2.1.7. Учет влияния зависимости J(H) на магнитный момент ВТСП элементов и гистерезисные процессы
2.1.8. Экспериментальные исследования намагниченности монодоменных ВТСП сфероидов
2.2. Массивные поликристаллические ВТСП элементы с низкой токонесущей спос бностью
2.2.1. Среднесферическое приближение
2.2.2. Цилиндры и сфероиды из ВТСП керамики в пульсирующих и вращающихся магнитных полях
2.3. Слоистые композитные материалы на основе ВТСП элементов и магнитомягких сталей
2.3.1. Феноменологические модели слоистых композитных материалов
2.3.2. Локальные магнитные характеристики слоистых композитов с ВТСП и ферромагнитными пластинами
2.3.3. Композитный слоистый ВТСП цилиндр в однородном внешнем магнитном поле
2.4. Влияние физических свойств массивных и композитных ВТСП элементов на характеристики электрических машин
2.5. Криомагниты на основе массивных ВТСП элементов...
2.5.1. Геометрия криомагнитов и режимы их работы
2.5.2. Граница проникновения магнитного поля в цилиндрический ВТСП элемент с осесимметричной структурой
2.5.3. Граница проникновения поля в цилиндрический ВТСП элемент с анизотропной структурой
2.5.4. Электромагнитные и температурные поля в объемном ВТСП элементе цилиндрического криомагнита
2.5.5. Энергетические соотношения для расчета параметров цилиндрических криомагнитов
2.5.6. Процессы намагничивания плоских криомагнитов с ВТСП пластинами
2.5.7. Тепловые режимы работы ВТСП криомагнита
2.5.8. Экспериментальная установка для исследования ВТСП криомагнита
2.5.9. Перспективы использования ВТСП криомагнитов в электрических машинах
3. ГИСТЕРЕЗИСНЫЕ ВТСП ДВИГАТЕЛИ С МАССИВНЫМИ ВТСП ЭЛЕМЕНТАМИ
3.1. Устройство и принцип действия гистерезисного ВТСП двигателя
3.2. Электромагнитные процессы в цилиндрических гистерезисных двигателях с монодоменными ВТСП элементами
3.2.1. Принципы построения решений и общая постановка задачи
3.2.2. Аналитические решения для расчета распределений магнитных полей и характеристик ВТСП двигателей
3.2.3. Анализ параметров ВТСП двигателя
3.3. Электромагнитные процессы в цилиндрических гистерезисных двигателях с поликристаллическими ВТСП элементами
3.3.1. Аналитические решения для расчета распределений магнитных полей и характеристик ВТСП двигателей
3.3.2. Анализ параметров ВТСП двигателей
3.4. Электромагнитные процессы в торцевых многодисковых гистерезисных ВТСП двигателях
3.4.1. Общая постановка задачи
3.4.2. Аналитические решения для расчета магнитных полей и характеристик торцевых ВТСП двигателей
3.5. Экспериментальные исследования гистерезисных ВТСП электродвигателей
3.5.1. Экспериментальные исследования гистерезисных ВТСП двигателей мощностью до 100 Вт
3.5.2. Экспериментальные исследования гистерезисных ВТСП двигателей мощностью 500-1000 Вт
3.5.3. Экспериментальные исследования торцевых гистерезисных ВТСП двигателей
3.5.4. Экспериментальные исследования гистерезисных ВТСП двигателей при пониженных температурах
4. РЕАКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ С МАССИВНЫМИ ВТСП ЭЛЕМЕНТАМИ
4.1. Электромагнитные процессы в реактивных ВТСП двигателях с композитным слоистым ротором
4.1.1. Конструктивные схемы ВТСП двигателей и общая постановка двухмерных электродинамических задач
4.1.2. Аналитические решения для двигателей с композитным слоистым ротором
с поликристаллическими ВТСП пластинами
4.1.3. Аналитические решения задачи для ВТСП двигателя с монодоменными ВТСП пластинами
4.1.4. Индуктивные параметры и энергетические характеристики ВТСП двигателей
4.1.5. Результаты расчётов параметров ВТСП двигателей с композитным ротором
4.2. Электромагнитные процессы в активной зоне реактивных ВТСП электродвигателей с объёмными ВТСП элементами в массивном магнитомягком роторе
4.2.1. Конструктивные схемы ВТСП двигателей
4.2.2. Построение эквивалентных токовых слоев на поверхности ротора
4.2.3. Индуктивные параметры и энергетические характеристики реактивного ВТСП двигателя
4.2.4. Результаты расчётов параметров ВТСП двигателя
4.3. Численные методы расчета параметров реактивных ВТСП электродвигателей
4.3.1. Применение метода конечных элементов для расчета параметров электродвигателей
4.3.2. Методы построения рабочих характеристик реактивных ВТСП двигателей
4.3.3. Результаты численных расчетов реактивных ВТСП двигателей
4.4. Экспериментальные исследования реактивных ВТСП двигателей
4.4.1. Криогенно-вакуумное оборудование и стенды для экспериментального исследования ВТСП двигателей
4.4.2. Экспериментальные реактивные ВТСП двигатели
5. СИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ С МАССИВНЫМИ ВТСП ЭЛЕМЕНТАМИ И ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
5.1. Двухполюсные ВТСП двигатели с радиальными магнитами
5.1.1. Конструктивные схемы двухполюсных ВТСП синхронных двигателей и общая постановка двухмерных электродинамических задач
5.1.2. Магнитные поля ВТСП двигателя в приближении анизотропного зубцового слоя статора
5.1.3. Магнитные поля ВТСП синхронного двигателя в приближении токового слоя
5.1.4. Векторная диаграмма ВТСП двигателей
5.1.5. Результаты расчетов ВТСП двигателей с радиальными магнитами
5.2. Двухполюсные двигатели со слоисто-блочным ротором на основе ВТСП, постоянных магнитов и ферромагнитных элементов
5.2.1. Общая постановка двухмерных электродинамических задач
5.2.2. Магнитные характеристики слоистых сред
5.2.3. Аналитические решения электродинамических задач
5.2.4. Угловые характеристики ВТСП двигателей со слоисто-блочным ротором
5.2.5.Результаты расчетов ВТСП двигателей
5.2.6. Макетные образцы ВТСП двигателей
5.3. Многополюсные ВТСП двигатели с радиально-тангенциальными и радиальными магнитами.
5.3.1. Конструктивные схемы синхронных двигателей
5.3.2. Общая постановка задачи
5.3.3. Двухмерные распределения магнитных полей в уединенных цилиндрах Хальбаха
5.3.4. Магнитные поля в активной зоне синхронного двигателя с радиально-тангенциальными магнитами
5.3.5. Магнитные поля в активной зоне синхронных двигателей с радиальными магнитами
5.3.6. Угловые характеристики синхронных двигателей с радиально-тангенциальными и радиальными магнитами
5.3.7. Сравнительный анализ параметров синхронного двигателя с радиально-тангенциальными и радиальными магнитами
5.4. Численные методы расчета параметров многополюсных синхронных ВТСП двигателей
5.4.1. Конструктивные схемы четырехполюсных ВТСП двигателей
5.4.2. Особенности численного расчета магнитных полей и выходных параметров синхронных ВТСП двигателей
5.4.3. Результаты численных расчетов комбинированных ВТСП двигателей с радиальными и тангенциальными магнитами
5.5. Синхронные генераторы с возбуждением от криомагнитов с массивными ВТСП элементами
5.5.1. Расчетная схема синхронного генератора
5.5.2. Процессы намагничивания ВТСП криомагнита
5.5.3. Основные параметры синхронного генератора с ВТСП криомагнитами
5.5.4. Результаты расчетов синхронного генератора с возбуждением от ВТСП криомагнита
6. СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЕ МАГНИТНЫЕ ОПОРЫ С МАССИВНЫМИ ВТСП ЭЛЕМЕНТАМИ
6.1. Режимы работы и геометрия магнитного подвеса с массивными ВТСП элементами
6.2. Аналитические методы расчета двухмерного магнитного поля в ВТСП магнитном подвесе
6.3. Аналитические методы расчета сил левитации в магнитном ВТСП подвесе с постоянными магнитами
6.4. Аналитические методы расчета магнитных полей и сил левитации в магнитном ВТСП подвесе с длинными рейстрековыми катушками
6.5. Численные методы расчета магнитных ВТСП подвесов
6.6. Применение магнитного ВТСП подвеса в электромеханике и транспортных системах
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Рекомендуем
