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国际电气工程先进技术译丛 高温超导技术在电力装备中的应用
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资料介绍
高温超导技术在电力装备中的应用
出版时间： 2017
内容简介
本书系统地介绍了近年来超导电力技术的发展状况，分章节就目前商品化超导材料应用性能、低温制冷设备技术状况和各种高温超导电力装备的工作原理、结构组成、设计方法、模型样机、制造工艺和工程应用进行了详细论述。其中，涉及交/直流电机、电力变压器、故障电流限制器、电力电缆、磁悬浮交通等诸多应用领域，就人们所关心的技术经济性问题，深入分析了各种电力装备及其工程应用的关键要点、存在问题及其解决途径。并且在部分章给出了设计实例，为读者快速掌握技术核心、开展自主设计提供了重要帮助和参考。本书内容具体翔实，涉及知识领域广泛，与同类图书相比，介绍内容更偏重超导装备实用化技术。
译者序
原书序
缩略语
第1 章 引言 1
第2 章 高温超导材料 4
2. 1 概述 4
2. 2 高温超导体背景和专业术语 5
2. 2. 1 背景 5
2. 2. 2 术语 5
2. 3 ＢＳＣＣＯ￣2212 导体 7
2. 4 ＢＳＣＣＯ￣2223 ＯＰＩＴ 线材 8
2. 4. 1 制备工艺 8
2. 4. 2 电气和力学特性 9
2. 5 ＹＢＣＯ￣123 涂层导体 12
2. 6 二硼化镁(ＭｇＢ2 ) 16
2. 7 不同高温超导体的技术现状 19
2. 8 超导磁体设计 19
2. 9 总结 24
参考文献 24
第3 章 冷却与绝热系统 26
3. 1 引言 26
3. 2 低温恒温器结构 26
3. 3 高温超导磁体用低温制冷剂 27
3. 4 采用制冷剂直接冷却方式 28
3. 5 间接或传导冷却 29
3. 6 低温制冷系统 30
3. 6. 1 吉福德￣麦克马洪(Ｇ￣Ｍ) 制冷机 31
3. 6. 2 斯特林制冷机 33
3. 6. 3 脉冲管制冷机 34
3. 7 液氮开环冷却 35
3. 8 磁体材料 36
3. 9 电流引线 36
3. 9. 1 低温超导磁体电流引线 37
3. 9. 2 导冷引线设计 38
3. 10 低温恒温器设计实例 39
3. 10. 1 结构 39
3. 10. 2 热负荷计算 39
3. 10. 3 电流引线 41
3. 10. 4 热传导 41
3. 10. 5 制冷机的选择 42
3. 11 总结 42
参考文献 43
第4 章 旋转交流电机 44
4. 1 引言 44
4. 2 拓扑结构 44
4. 3 分析与参数计算 46
4. 3. 1 磁路和谐波分量 46
4. 3. 2 参数计算 52
4. 3. 3 电机端部参数 58
4. 4 设计 64
4. 4. 1 定子绕组设计问题 64
4. 4. 2 励磁绕组设计问题 66
4. 4. 3 电磁屏蔽罩设计问题 69
4. 4. 4 损耗和效率计算 69
4. 4. 5 设计实例 70
4. 5 制造问题 78
4. 5. 1 超导励磁绕组及其冷却系统 78
4. 5. 2 低温励磁绕组到室温轴的转矩传递 80
4. 5. 3 定子绕组 80
4. 6 仿真 81
4. 7 发电机 81
4. 7. 1 高速发电机 82
4. 7. 2 中速发电机 83
4. 8 电动机 86
4. 8. 1 高速电动机 87
4. 8. 2 低速电动机 88
4. 9 总结 90
参考文献 90
第5 章 旋转直流单极电机 93
5. 1 引言 93
5. 2 原理 93
5. 3 结构 94
5. 4 设计难点 95
5. 5 原型样机 97
5. 6 总结 98
参考文献 98
第6 章 交流同步单极电机 100
6. 1 引言 100
6. 2 原理 100
6. 3 设计分析 102
6. 4 设计难点 102
6. 5 原型样机 103
6. 6 总结 103
参考文献 103
第7 章 变压器 105
7. 1 引言 105
7. 2 结构 106
7. 3 设计分析 109
7. 3. 1 铁心尺寸 111
7. 3. 2 50 ＭＶＡ 实例设计 112
7. 4 技术难题 120
7. 5 制造问题 121
7. 6 原型 122
7. 7 总结 122
参考文献 122
第8 章 故障限流器 124
8. 1 引言 124
8. 2 原理和结构 125
8. 2. 1 电阻型故障限流器 126
8. 2. 2 屏蔽铁心型感性ＦＣＬ 129
8. 2. 3 饱和铁心电感型ＦＣＬ 130
8. 3 设计流程 132
8. 3. 1 实例设计———电阻型故障限流器 134
8. 3. 2 实例设计———饱和铁心型故障限流器 143
8. 4 面临的问题 147
8. 4. 1 电阻型故障限流器的问题 147
8. 4. 2 电感型故障限流器的问题 148
8. 5 制造问题 149
8. 6 原型样机 149
Ⅹ 高温超导技术在电力装备中的应用
8. 6. 1 美国超导公司(ＡＭＳＣ) 的故障限流器 149
8. 6. 2 ＳｕｐｅｒＰｏｗｅｒ 公司的故障限流器 150
8. 6. 3 Ｚｅｎｅｒｇｙ Ｐｏｗｅｒ 公司的故障限流器 151
8. 6. 4 Ｎｅｘａｎｓ 公司的故障限流器 152
8. 7 总结 153
参考文献 153
第9 章 电缆 156
9. 1 引言 156
9. 2 结构 158
9. 2. 1 阻性低温电缆 158
9. 2. 2 高温超导电缆 159
9. 3 设计分析 161
9. 3. 1 低温电缆分析 161
9. 3. 2 高温超导电缆分析 164
9. 4 面临的问题 173
9. 4. 1 阻性低温电缆的问题 173
9. 4. 2 高温超导电缆的问题 175
9. 5 制造问题 177
9. 5. 1 阻性低温电缆的问题 177
9. 5. 2 高温超导电缆的问题 178
9. 6 原型 179
9. 6. 1 阻性低温电缆 179
9. 6. 2 高温超导电缆———高压等级 180
9. 6. 3 高温超导电缆———中压等级 181
9. 6. 4 ＴｒｉａｘＴＭ高温超导电缆———低压等级 182
9. 7 总结 183
参考文献 184
第10 章 磁悬浮交通 186
10. 1 引言 186
10. 2 结构 186
10. 2. 1 电动悬浮 187
10. 2. 2 电磁悬浮 189
10. 3 设计分析 191
10. 3. 1 电动磁悬浮 191
10. 3. 2 电磁悬浮 193
10. 4 问题(技术/经济) 195
10. 4. 1 ＥＤＳ 系统面临的问题 195
10. 4. 2 ＥＭＳ 系统面临的问题 196
10. 5 制造问题 196
10. 6 原型样机 197
10. 6. 1 诺斯罗普.格鲁门公司的概念 197
10. 7 总结 203
参考文献 203
第11 章 磁体应用 205
11. 1 引言 205
11. 2 空心磁体 206
11. 2. 1 高场磁体 206
11. 2. 2 低场磁体 208
11. 3 铁心磁体 211
11. 3. 1 束流偏转 211
11. 3. 2 感应加热 211
11. 3. 3 同步加速器 213
11. 4 总结 214
参考文献 214
出版时间： 2017
内容简介
本书系统地介绍了近年来超导电力技术的发展状况，分章节就目前商品化超导材料应用性能、低温制冷设备技术状况和各种高温超导电力装备的工作原理、结构组成、设计方法、模型样机、制造工艺和工程应用进行了详细论述。其中，涉及交/直流电机、电力变压器、故障电流限制器、电力电缆、磁悬浮交通等诸多应用领域，就人们所关心的技术经济性问题，深入分析了各种电力装备及其工程应用的关键要点、存在问题及其解决途径。并且在部分章给出了设计实例，为读者快速掌握技术核心、开展自主设计提供了重要帮助和参考。本书内容具体翔实，涉及知识领域广泛，与同类图书相比，介绍内容更偏重超导装备实用化技术。
译者序
原书序
缩略语
第1 章 引言 1
第2 章 高温超导材料 4
2. 1 概述 4
2. 2 高温超导体背景和专业术语 5
2. 2. 1 背景 5
2. 2. 2 术语 5
2. 3 ＢＳＣＣＯ￣2212 导体 7
2. 4 ＢＳＣＣＯ￣2223 ＯＰＩＴ 线材 8
2. 4. 1 制备工艺 8
2. 4. 2 电气和力学特性 9
2. 5 ＹＢＣＯ￣123 涂层导体 12
2. 6 二硼化镁(ＭｇＢ2 ) 16
2. 7 不同高温超导体的技术现状 19
2. 8 超导磁体设计 19
2. 9 总结 24
参考文献 24
第3 章 冷却与绝热系统 26
3. 1 引言 26
3. 2 低温恒温器结构 26
3. 3 高温超导磁体用低温制冷剂 27
3. 4 采用制冷剂直接冷却方式 28
3. 5 间接或传导冷却 29
3. 6 低温制冷系统 30
3. 6. 1 吉福德￣麦克马洪(Ｇ￣Ｍ) 制冷机 31
3. 6. 2 斯特林制冷机 33
3. 6. 3 脉冲管制冷机 34
3. 7 液氮开环冷却 35
3. 8 磁体材料 36
3. 9 电流引线 36
3. 9. 1 低温超导磁体电流引线 37
3. 9. 2 导冷引线设计 38
3. 10 低温恒温器设计实例 39
3. 10. 1 结构 39
3. 10. 2 热负荷计算 39
3. 10. 3 电流引线 41
3. 10. 4 热传导 41
3. 10. 5 制冷机的选择 42
3. 11 总结 42
参考文献 43
第4 章 旋转交流电机 44
4. 1 引言 44
4. 2 拓扑结构 44
4. 3 分析与参数计算 46
4. 3. 1 磁路和谐波分量 46
4. 3. 2 参数计算 52
4. 3. 3 电机端部参数 58
4. 4 设计 64
4. 4. 1 定子绕组设计问题 64
4. 4. 2 励磁绕组设计问题 66
4. 4. 3 电磁屏蔽罩设计问题 69
4. 4. 4 损耗和效率计算 69
4. 4. 5 设计实例 70
4. 5 制造问题 78
4. 5. 1 超导励磁绕组及其冷却系统 78
4. 5. 2 低温励磁绕组到室温轴的转矩传递 80
4. 5. 3 定子绕组 80
4. 6 仿真 81
4. 7 发电机 81
4. 7. 1 高速发电机 82
4. 7. 2 中速发电机 83
4. 8 电动机 86
4. 8. 1 高速电动机 87
4. 8. 2 低速电动机 88
4. 9 总结 90
参考文献 90
第5 章 旋转直流单极电机 93
5. 1 引言 93
5. 2 原理 93
5. 3 结构 94
5. 4 设计难点 95
5. 5 原型样机 97
5. 6 总结 98
参考文献 98
第6 章 交流同步单极电机 100
6. 1 引言 100
6. 2 原理 100
6. 3 设计分析 102
6. 4 设计难点 102
6. 5 原型样机 103
6. 6 总结 103
参考文献 103
第7 章 变压器 105
7. 1 引言 105
7. 2 结构 106
7. 3 设计分析 109
7. 3. 1 铁心尺寸 111
7. 3. 2 50 ＭＶＡ 实例设计 112
7. 4 技术难题 120
7. 5 制造问题 121
7. 6 原型 122
7. 7 总结 122
参考文献 122
第8 章 故障限流器 124
8. 1 引言 124
8. 2 原理和结构 125
8. 2. 1 电阻型故障限流器 126
8. 2. 2 屏蔽铁心型感性ＦＣＬ 129
8. 2. 3 饱和铁心电感型ＦＣＬ 130
8. 3 设计流程 132
8. 3. 1 实例设计———电阻型故障限流器 134
8. 3. 2 实例设计———饱和铁心型故障限流器 143
8. 4 面临的问题 147
8. 4. 1 电阻型故障限流器的问题 147
8. 4. 2 电感型故障限流器的问题 148
8. 5 制造问题 149
8. 6 原型样机 149
Ⅹ 高温超导技术在电力装备中的应用
8. 6. 1 美国超导公司(ＡＭＳＣ) 的故障限流器 149
8. 6. 2 ＳｕｐｅｒＰｏｗｅｒ 公司的故障限流器 150
8. 6. 3 Ｚｅｎｅｒｇｙ Ｐｏｗｅｒ 公司的故障限流器 151
8. 6. 4 Ｎｅｘａｎｓ 公司的故障限流器 152
8. 7 总结 153
参考文献 153
第9 章 电缆 156
9. 1 引言 156
9. 2 结构 158
9. 2. 1 阻性低温电缆 158
9. 2. 2 高温超导电缆 159
9. 3 设计分析 161
9. 3. 1 低温电缆分析 161
9. 3. 2 高温超导电缆分析 164
9. 4 面临的问题 173
9. 4. 1 阻性低温电缆的问题 173
9. 4. 2 高温超导电缆的问题 175
9. 5 制造问题 177
9. 5. 1 阻性低温电缆的问题 177
9. 5. 2 高温超导电缆的问题 178
9. 6 原型 179
9. 6. 1 阻性低温电缆 179
9. 6. 2 高温超导电缆———高压等级 180
9. 6. 3 高温超导电缆———中压等级 181
9. 6. 4 ＴｒｉａｘＴＭ高温超导电缆———低压等级 182
9. 7 总结 183
参考文献 184
第10 章 磁悬浮交通 186
10. 1 引言 186
10. 2 结构 186
10. 2. 1 电动悬浮 187
10. 2. 2 电磁悬浮 189
10. 3 设计分析 191
10. 3. 1 电动磁悬浮 191
10. 3. 2 电磁悬浮 193
10. 4 问题(技术/经济) 195
10. 4. 1 ＥＤＳ 系统面临的问题 195
10. 4. 2 ＥＭＳ 系统面临的问题 196
10. 5 制造问题 196
10. 6 原型样机 197
10. 6. 1 诺斯罗普.格鲁门公司的概念 197
10. 7 总结 203
参考文献 203
第11 章 磁体应用 205
11. 1 引言 205
11. 2 空心磁体 206
11. 2. 1 高场磁体 206
11. 2. 2 低场磁体 208
11. 3 铁心磁体 211
11. 3. 1 束流偏转 211
11. 3. 2 感应加热 211
11. 3. 3 同步加速器 213
11. 4 总结 214
参考文献 214
