超导电机

（Superconducting Electric Mach-inery）采用超导线圈取代常规铜绕组作为它的励磁绕组或电枢绕组的电机。由于采用超导线圈，使绕组提高了载流能力，产生比常规线圈大数倍的磁场而又几乎无焦耳热损耗，因而具有一系列先进的技术经济特性。如用于同步发电机可以提高电机效率，大约比常规电机提高0.5％～0.8％：体积小、重量轻，整机重量可减小1/3～1/2；电机电抗可减少到1/4，从而提高电机运行稳定性。它还可以省铁芯，使电机的电枢绕组对地绝缘水平大大提高，同时由于气隙磁通密度可比常规电机大4～5倍，单机容量可达百万千伏安以上。 迄今为止超导电机的研究主要是超导同步发电机和超导单极电机，而超导同步发电机主要还只是转子励磁绕组采用超导线圈。电机的定子绕组由于是在50Hz工频下工作，超导材料交流损耗较大，因此在20世纪80年代前研制的超导电机，定子绕组仍然采用常规铜绕组。在80年代中期后，人们研究出极细丝交流超导复合线，其交流损耗已降低到可接受的程度，因此目前已开始研究定子绕组和转子绕组全部采用超导材料的全超导电机。这样超导电机的定、转子处于同一的温度空间，消除了室温气隙，亦无需单独的转子旋转容器，这不仅简化了电机结构，也简化了低温系统结构，提高了电机运行的可靠性。如果能进一步提高电机转子励磁绕组的磁通密度，并采用高温超导体作为磁屏蔽，还有可能免去铁芯和铁轭，将大大减轻电机的重量。超导单极电机是一种没有换向器的低压大电流直流电机，其静止的励磁线圈是超导的，而旋转电枢仍然是常规铜线圈。由于超导单极电机的功率大、重量轻，如比功率可达746W/kg以上，因此有广泛应用前景，如应用于船舶电力推进。当前人们还开始研究用高温超导块材料取代永磁电机中的永磁材料做成超导永磁电机，法、美等国已研制出500～1000W的超导永磁电机原理样机，并计划研制更大功率的超导永磁电机。