Разработка и исследования ВТСП электрических машин с высокими массоэнергетическими показателями

Целью работы является разработка и исследование новых типов электрических машин на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) второго поколения (ВТСП-2) с высокими массоэнергетическими показателями. Сегодня доля электрического транспорта стремительно увеличивается. Электрические автомобили выпускаются серийно. Железнодорожный транспорт имеет электрический привод колесных пар. При этом электроэнергия может вырабатываться непосредственно на составе с помощью двигателя внутреннего сгорания, или газотурбинного двигателя, работающего совместно с генератором, или электроэнергия получается из сети. Увеличивается доля морских и речных судов с электрическим приводом гребных винтов. Программа развития ВМФ США предусматривает переход на системы электродвижения морских судов, начиная с 2025 г. В связи с этим ужесточаются требования по массогабаритным характеристикам электрических машин в составе систем электроснабжения подвижных объектов. В этой связи оказывается рациональным применение сверхпроводниковых двигателей и генераторов на борту подвижных объектов. Такие двигатели и генераторы в силу свойств ВТСП имеют сниженные по сравнению с традиционными машинами потери, а также потенциально имеют высокие массоэнергетические показатели. Применение ВТСП электрических машин позволяет снизить массу и габаритные размеры системы, увеличить ее эффективность при снижении металлоемкости и тем самым снизить расход топлива или увеличить время автономной работы. Кроме того, сниженные масса и размеры могут в ряде случае повлиять и на эксплуатационные характеристики объектов. Однако, для получения высоких массоэнергетических параметров электрической машины необходима разработка и исследование новых типов ВТСП электрических машин, а также создание универсальных методик их расчета и проектирования, в связи с чем необходимо проведение фундаментальных и прикладных научных исследований. Данная работа предполагает создание теоретических основ расчета и проектирования высокоэффективных ВТСП электрических машин с высокими массоэнергетическими показателями для применения на подвижных объектах.