國際應用系統分析研究所

[拼音]：chaodao dianji

[英文]：superconducting electric machine

繞組由實用超導線繞製成的電機。具有功率密度大、效率高等優點，是很有發展前途的電機。

超導線在臨界溫度Tc、臨界磁場強度Hc和臨界電流密度Jc值以內時，具有超導性，其電阻為零。這使超導電機繞組的電阻損耗降為零，既解決了電樞繞組發熱、溫升問題，又使電機的效率大為提高。更重要的是超導線的臨界磁場強度和臨界電流密度都很高，使超導電機的氣隙磁通密度和繞組的電流密度可以比傳統常規電機提高几倍到幾十倍。這樣，就大大提高了電機的功率密度，降低電機的重量、體積和材料消耗。1986年以來，高臨界溫度（液氮溫區）超導材料的發現，為超導電機的實用化展現了新的前景。

超導電機目前主要做成汽輪發電機和單極直流電機。

超導汽輪發電機

勵磁繞組用超導線(鈮鈦Nb-Ti合金線或鈮三錫Nb3Sn)繞制。選用的電流密度高達傳統常規繞組的幾十倍。電機的磁通氣隙密度取得很高，大大超過了鐵磁材料（矽鋼片等）的飽和點。因而發電機重量大幅度下降，提高了發電機的電磁功率的最大值，使電機可以應付更大的功率突變，這有利於電機併網執行時的穩定性。目前因強磁場、大電流密度的交流超導材料尚未過關，所以只能在直流勵磁繞組中採用超導線，而交流電樞繞組則仍用常規導線（銅線）。

轉子超導勵磁繞組浸於旋轉的低溫液氦容器中，由多層轉軸的內層輸送液態氦，以冷卻勵磁繞組。蒸發後的氣態氦從多層轉軸的夾層流出。為了避免外界熱量的侵入，在旋轉低溫容器的外殼以及多層轉軸的層間均設有真空隔熱夾層。整套低溫系統嚴格密封。在轉子外層還裝有用金屬材料製成的電阻尼屏，以遮蔽定子諧波磁場及發電機在三相不對稱執行時的負序磁場進入超導勵磁繞組，避免超導材料失去超導性。