Определение рациональных параметров обмоток из высокотемпературного сверхпроводника для применения в электрических машинах

Использование обмоток из высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) в составе электрических машин позволяет увеличить их эффективность за счет существенно более высокой допустимой токовой нагрузки, а также снизить массу и габаритные размеры. Это делает возможным создание принципиально новых систем, таких как реализация принципа электродвижения подвижных объектов, а также повышение эффективности существующих систем электроснабжения. В частности, возможно увеличение эффективности работы электрической силовой установки морских судов, или создание ветроэнергетической установки мощностью более 10МВА, что недостижимо при использовании традиционных электрических машин.В мире уже реализованы проекты по созданию машин с использованием ВТСП обмоток, работающих на постоянном токе. Однако, их удельные параметры оказываются недостаточно высокими. Именно поэтому ведущие мировые научные центры ведут работы по созданию электрических машин, обмотки статора которых выполнены из ВТСП, работающих на переменном токе. При этом возникает большое количество научно-технических задач. В частности, критические параметры ВТСП катушки и короткого ВТСП образца существенно отличаются. Кроме того, при работе сверхпроводников на переменном токе в них возникают потери. Также до сих пор в литературе слабо освещен вопрос работы ВТСП катушек при питании их сигналом с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Данный режим реализуется при управлении электрической машиной от инвертора. Учитывая, что большое количество электрических двигателей переменного тока управляются с помощью сигнала с широтно-импульсной модуляцией, данный вопрос требует детального рассмотрения. Таким образом, целью данной работы является определение критических параметров и потерь в ВТСП катушках, работающих при различной форме и частоте питающего напряжения: синусоидальном, ШИМ с различной скважностью, пилообразным и т.д. Выполнение данного проекта позволит перейти к созданию ВТСП обмоток переменного тока для электрических машин и улучшению их свойств.