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面向电机系统的高温超导磁体性能提升方法、关键技术及应用

成果类型:: 实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-07-04 12:34:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 刘淼 | 2023-07-04 12:34:47

从结构设计方面,提出了高温超导线圈电-磁-热多场耦合计算方法,研发了调控线圈匝间电阻的绕制工艺,开发了制冷机/电流引线可插拔、跨温区传力、固氮/传导制冷等高温超导磁体低温系统成套技术,研制出的可插拔固氮低温系统可脱机工作8小时以上,形成了适用于电机运行工况的高温超导磁体低温结构设计技术体系。

从材料制备方面,提出了大直径高温超导靶材制备方法,形成了纳米复合双相强磁通钉扎生长工艺,大幅提升了高温超导带材的载流能力,经国际权威机构检测,批量生产的高温超导带材在30K, 3T和30K, 5T条件下的载流能力分别达到1294A/cm和972A/cm,均位居国际第一;开发了高温超导带材低电阻接头焊接工艺和层间耦合增强技术,突破了千米级高温超导带材制备技术瓶颈,为大尺寸高温超导磁体的研制奠定了材料基础。

电机系统以磁场为媒介实现机电能量转换,在交通运输、航空航天、高端装备等行业具有广泛的应用,是支撑国民经济发展与产业技术升级的关键领域。励磁系统作为电机的核心组成部件,对提升电机性能起着至关重要的作用。高温超导磁体可产生远高于常规磁体的励磁磁场,用高温超导磁体励磁的电机系统体积和重量大幅减小,功率密度和效率显著提高,在磁浮驱动、感应加热、风力发电等领域具有广阔的应用前景。开发面向电机系统应用的高温超导磁体技术对《交通强国建设纲要》、《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》等国家战略规划的实施意义重大。

西南交通大学;上海交通大学;中国科学院电工研究所;西安聚能超导磁体科技有限公司;成都新连通低温设备有限公司

相关成果在高速磁浮驱动、兆瓦级感应加热、超导低温制冷、空间等离子体推进等方面获得应用,引领了高性能高温超导磁体设计-制造技术,近三年累计产生经济效益约6.4亿元。中国电工技术学会组织的成果鉴定会认为“项目成果达到国际领先水平”。

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