Изготовление и испытание высокотемпературной сверхпроводниковой катушки для макета двигателя беспилотного летательного аппарата

Сергей Юрьевич Занегин, Николай Сергеевич Иванов, Дмитрий Михайлович Шишов, Иван Михайлович Шишов, Константин Львович Ковалев, Василий Васильевич Зубко, Sergeu Yu. ZANEGIN, Nikolay S. IVANOV, Dmitriy M. SHISHOV, Ivan M. SHISHOV, Konstantin L. KOVALEV, Vasiliy V. ZUBKO

Аннотация


Использование в электрических машинах обмоток на основе высокотемпературной сверхпрово­димости (ВТСП) позволяет увеличить эффективность машин за счет существенно более высо­кой допустимой токовой нагрузки, а также снизить массу и габаритные размеры, что делает возможным создание принципиально новых систем. Однако еще не до конца исследована работа ВТСП обмоток на переменном токе. В частности, критические параметры ВТСП катушки и ко­роткого ВТСП образца существенно отличаются. Кроме того, при работе устройств на перемен­ном токе в них возникают потери, в том числе в сверхпроводнике, правильное определение кото­рых необходимо при разработке криогенной системы. В статье описан технологический процесс создания катушки типа рейстрек из ВТСП ленты второго поколения (2G ВТСП ленты), а так­же представлены результаты ее испытаний при температуре жидкого азота и различных значе­ниях питающего напряжения. На основе полученных экспериментальных данных определены поте­ри в ВТСП катушке на переменном токе. Результаты работы использованы при проектировании электродвигателя для беспилотного летательного аппарата.

Ключевые слова


высокотемпературная сверхпроводимость; потери на переменном токе; результаты испытания ВТСП катушек; электродвигатель для беспилотного летательного аппарата

Полный текст:

PDF

Литература


de Bruyn B.J., Jansen J.W., Lomonova E.A. AC losses in HTS coils for high-frequency and non-sinusoidal currents. — Supercond. Sci. Technol., 2017, vol. 30, No. 9.

Zubko V., Fetisov S., Vysotsky V. Hysteresis Losses Analysis in 2G HTS cables. — IEEE Trans. Appl. Supercond., 2016, vol. 26, No. 3.

Ogawa J., Fukui S., Oka T., Sano Y., Ogawa M., Ranecky S. Experimental Investigation of AC Loss Characteristics in HTS Tape With Rotating Magnetic Field. — IEEE Trans. Appl. Supercond., 2017, vol. 27, No. 4.

Казовский Е.Я., Карцев В.П., Шахтарин В.Н. Сверхпро­водящие магнитные системы. Л.: Наука, 1967, 323 с.

LOCTITE STYCAST [Электрон. pесурс] https://www. henkel-adhesives.com/us/en/product/potting-compounds/loctite_ stycast_2850ftbl.html (дата обращения 09.01.2019).

LabVIEW [Электрон. pесурс] http://www.ni.com/ru-ru/ shop/labview.html (дата обращения 09.01.2019).

Kovalev K.L., Verzhbitsky L.G., Kozub S.S., Penkin V.T., Larionov A.E., Modestov K.A., Ivanov N.S., Tulinov E.E., Dubensky A.A. Brushless superconducting synchronous generator with claw-shaped poles and permanent magnets. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 26, iss. 3, April 2016, Article number 7405291, DOI: 10.1109/TASC.2016.2528995.

Ye Yang, Shiying Duan, Yi Ren, Yudong Jiang, Ling Feng, Xiao Zhang, Haibo Chai, Mingwei Kuang, Jiandong Wu, Xinsheng Yang and Yong Zhao. Design and Development of a Cryogen-free Superconducting Prototype Generator with YBCO Field Windings. DOI 10.1109/TASC.2016.2514349. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity.

Magnusson N., Paulsen M., Eliassen J.C., Abrahamsen A.B., Helleson S.M., Runde M., Nysveen A., Mostett L.E., Bjerkli J., King P. Fabrication of a Scaled MgB2 Racetrack Demonstrator Pole for a 10-MW Direct-Drive Wind Turbine Generator. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2018, vol. 28, iss. 4.

Amperium® Copper Laminated Wire [Электрон. pесурс] https://www.amsc.com/wp-content/uploads/CPRAMP8501_8502_ DS_A4_0414_WEB.pdf (дата обращения 09.01.2019].

Ковалев К.Л., Иванов Н.С., Ильясов Р.И., Некрасова Ю.Ю., Цепким В.Т., Дежин Д.С., Журавлев С.В. Перспективы применения сверхпроводниковых устройств на борту полно­стью электрического самолета с гибридной силовой установ­кой. — Электричество, 2018, № 10, c. 45—60.

de Bruyn B.J., Jansen J.W., Lomonova E.A. AC losses in HTS coils for high-frequency and non-sinusoidal currents. — Supercond. Sci. Technol., 2017, vol. 30, No. 9.

Zubko V., Fetisov S., Vysotsky V. Hysteresis Losses Analysis in 2G HTS cables. — IEEE Trans. Appl. Supercond., 2016, vol. 26, No. 3.

Ogawa J., Fukui S., Oka T., Sano Y., Ogawa M., Ranecky S. Experimental Investigation of AC Loss Characteristics in HTS Tape With Rotating Magnetic Field. — IEEE Trans. Appl. Supercond.,

, vol. 27, No. 4.

Kazovskiy Ye.Ya., Kartsev V.P., Shakhtarin V.N. Superconducting Sverkhprovodyashchiye magnitnye sistemy (magnetic systems). Leningrad, Nauka, 1967, 323 р.

LOCTITE STYCAST [Electron. resurs] https://www.henkel- adhesives.com/us/en/product/potting-compounds/loctite_stycast_ 2850ftbl.html (Data obrashcheniya 09.01.2019).

LabVIEW [Electron. resurs] http://www.ni.com/ru-ru/shop/ labview.html (Data obrashcheniya 09.01.2019).

Kovalev K.L., Verzhbitsky L.G., Kozub S.S., Penkin V.T., Larionov A.E., Modestov K.A., Ivanov N.S., Tulinov E.E., Dubensky A.A. Brushless superconducting synchronous generator with claw-shaped poles and permanent magnets. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 26, iss. 3, April 2016, Article number 7405291, DOI: 10.1109/TASC.2016.2528995.

Ye Yang, Shiying Duan, Yi Ren, Yudong Jiang, Ling Feng, Xiao Zhang, Haibo Chai, Mingwei Kuang, Jiandong Wu, Xinsheng Yang and Yong Zhao. Design and Development of a Cryogen-free Superconducting Prototype Generator with YBCO Field Windings. DOI 10.1109/TASC.2016.2514349. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity.

Magnusson N., Paulsen M., Eliassen J.C., Abrahamsen A.B., Ш!^ш S.M., Runde M., Nysveen A., Moslett L.E., Bjerkli J., King P. Fabrication of a Scaled MgB2 Racetrack Demonstrator Pole for a 10- MW Direct-Drive Wind Turbine Generator. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2018, vol. 28, iss. 4.

Amperium® Copper Laminated Wire [Электрон. pесурс] https://www.amsc.com/wp-content/uploads/CPRAMP8501_8502_ DS_A4_0414_WEB.pdf (Data obrashcheniya 09.01.2019].

Kovalev K.L., Ivanov N.S., Il’yasov R.I., Nekrasova Yu.Yu., Penkin V.T., Dezhin D.S., Zhuravlev S.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2018, No. 10, pp. 45—60.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2019-7-53-58

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share