Generatory nadprzewodnikowe

• Autorzy: Antal L.

Warianty tytułu

EN

Superconducting generators

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono niektóre wyniki prac badawczych nad konstrukcją generatorów nadprzewodnikowych realizowanych w Instytucie Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych. Generatory nadprzewodnikowe to bezżłobkowe maszyny synchroniczne z nadprzewodzącym uzwojeniem wzbudzenia. Maszyny takie umożliwiają przekroczenie obecnych granic mocy znamionowych. Specyficzna konstrukcja tych maszyn wymusza konieczność opracowania nowych metod projektowania. Opracowanie takiej metody wymagało wykonania obliczeń pól elektromagnetycznych uzwojeń i ekranów maszyny. Wykonano obliczenia analityczne i numeryczne pól oraz parametrów maszyny i porównano ich wyniki z wynikami pomiarów na modelu bezżłobkowego uzwojenia twornika z cylindrycznymi ekranami elektromagnetycznymi. Opracowana w Instytucie metodyka obliczeń elektromagnetycznych, stanowiąca zasadniczą część metody projektowania generatorów nadprzewodnikowych, została pomyślnie zweryfikowana wynikami eksperymentów wykonanych na modelach maszyn nadprzewodnikowych wykonanych przez innych uczestników programu międzynarodowego.

EN

The results of investigation of superconducting generator constructions conducted in the Institute of Electric Machines, Drives and Measurements are presented. Superconducting generators are slotless synchronous machines with superconducting field winding. These machines enable us to surpass the present limits of power rating. Specific construction of such machines constrains the necessity of elaboration new designing methods. New methods required computations of electromagnetic fields for windings and machine shields. Analytical and numerical calculations of the fields and parameters of the machine were made and the results were compared with the results of measurements using the model of slotless armature equipped with electromagnetic shields. Elaborated in Institute methodology of electromagnetic computations was successfully verified by experiment results made on superconducting machines models within a framework of international project.

Słowa kluczowe

PL

nadprzewodnictwo; maszyny elektryczne synchroniczne; turbogeneratory; projektowanie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 58, nr 25
• Strony: 60--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 50 poz.

Twórcy

autor

Antal L.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-370 Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19

Bibliografia

• [1] Antal L., Analiza pola reakcji twornika bezżłobkowej maszyny synchronicznej, Pr. Nauk. Instytutu Układów Elektromaszynowych PWr. nr 16, Studia i materiały nr 9, 1974
• [2] Antal L., Analiza pola wzbudzenia bezżłobkowej maszyny synchronicznej, Pr. Nauk. Instytutu Układów Elektromaszynowych PWr. nr 16, Studia i materiały nr 9, 1974
• [3] Antal L., Badanie cylindrycznych ekranów elektromagnetycznych, bezżłobkowej maszyny synchronicznej, Prace Naukowe Instytutu Układów Elektromaszynowych Politechniki Wrocławskiej nr 43, Studia i Materiały nr 18,1993,
• [4] Antal L., Długość obliczeniowa synchronicznej maszyny bezżłobkowej, Archiwum Elektrotechniki, Tom XXIX, zeszyt 3, 1980,
• [5] Antal L., Karwacki W., Badania eksperymentalne krioturbogeneratora KTG-5 „Škoda” Raport Instytutu Układów Elektromaszynowych PWr seria SPR nr 41/84
• [6] Antal L., Obliczenia elektromagnetyczne bezżłobkowych maszyn synchronicznych znad przewodzącym uzwojeniem wzbudzenia, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1999
• [7] Antal L., Parametry indukcyjne bezżłobkowej maszyny synchronicznej, Archiwum Elektrotechniki, Tom XXIX, zeszyt 3, 1980
• [8] Antal L., Rozkład pola magnetycznego nad powierzchnią ekranu elektromagnetycznego, cylindrycznego, Pr. Nauk. Instytutu Układów Elektromaszynowych PWr nr 43, Studia i Materiały nr 18,1993
• [9] Antal L., Siwiec G.: Wiroprądowe straty mocy w bezżłobkowym uzwojeniu twornika nadprzewodnikowej maszyny synchronicznej. Rozpr. Elektrot. t.29 z.1, 1983
• [10] Antal L., Uczkiewicz J.: Zarys metody projektowania turbogeneratorów nadprzewodnikowych. Prz. Elektrot. 1980 r.56 nr 8/9
• [11] Antal L.: Podstawowe aspekty projektowania nadprzewodnikowych maszyn synchronicznych. W: XX Sympozjum Maszyn Elektrycznych., Maszyny synchroniczne, Kazimierz Dolny, 28-29 maja 1984
• [12] Antal L.: Straty mocy w bezżłobkowym uzwojeniu twornika maszyny synchronicznej. W: Nadprzewodnikowe maszyny elektryczne. Cz. II, Pr. Nauk. Instytutu Układów Elektromaszynowych PWr 1982 nr 36, Konferencje nr 9
• [13] Baldwin M. S., Starrett C. C., The potentied impact of superconducting turbine-generators on the electric utility industry, Proc. American Power Conf., Chicago, 1974
• [14] Bejan A., Keim T. A., Kirtley J. L. Jr., Smith J. L. Jr., Thullen P., Wilson G. L., Superconducting alternator test results, Cryogenic Engineering Conference, Atlanta, 1973,B-2
• [15] Bogner G., Kullmann D., Electrical machines with superconductors. Part 3, Turbogenerators, Simens Forsch. -u. Entwickl., 5, 1976
• [16] Bumby J.R., Superconducting rotating electrical machines, Clarendon Press, Oxford, 1983
• [17] Bykov V. M., Danilevič J. B., Glebov I. A., 20 MVA superconducting generator and its test results, A.I.M., CEM, V-61, Liege, 1981
• [18] Cunningham J. C. , Development of a single generator lead box for 2000MVA and greater, IEEE PES Summer Meeting, San Francisco, 1975
• [19] Elston C. W., Holley C. H., Perpectives on the future of large steam turbine-generators., World electrotechnical congress, Report 1.02, 1977
• [20] Flick C., Superconductig generator development, IEEE CECON ’79 Proc., New York, 1980
• [21] Fujino H., Technical overview of japanese superconducting generator development program, IEEE Trans. on Magnetics, vol. 19, no. 3, 1983
• [22] Furuyama M., Kirtley J., L., Jr., Transient stability of superconducting alternators, IEEE Trans. on PAS, vol. PAS-94, no. 2, 1975
• [23] Glebov I. A , Bykov V. M., Danilevič J. B., Šachtarin V. N., Konstrukcija i rezultaty stendovych ispytanij sverchprovodnikovogo turbogeneratora moščnosti 20 MBA, Prace Naukowe IUE PWr, nr 36, seria: Konferencje nr 9, 1982
• [24] Glebov I. A , Bykov V. M., Danilevič J. B., Šachtarin V. N., Konstrukcija i rezultaty stendovych ispytanij sverchprovodnikovogo turbogeneratora moščnosti 20 MVA, Prace Naukowe IUE PWr,
• [25] Glebov I. A., Šachtarin V. N., High efficiency and low consumption material electrical generators, IEEE Trans. on Magnetics, vol. 19, no. 3, 1983
• [26] Glebov I. A., Danilevič Ja. B., Mamikonjanc L. G., Problemy generatorostroenia na Vsemirnom elektrotehničeskom kongresse, Električestvo, No 12, 1977
• [27] Glebov I. A., Danilevič Ja. B., Problemy krupnogo generatorostroenija v svjazi s ispolzovaniem sverchprovodimosti, Izv. AN SSSR. Energetika i Transport, no. 3,1975
• [28] Hiroki C. i inni, R&D of superconductors for 70MW Class Generators, IEEE Transactions on Magnetics Vol: 32 no: 4, 1996
• [29] Intichar L., Lambrecht D., Technical overwiev of the german program to developsuperconducting AC generatos, IEEE Trans. on Magnetics, vol. 19, no. 3, 1983
• [30] Intichar L.; Kulig T.S., Development of turbogenerators in recent years and in the future, Proceedings. International Conference on the Evolution and Modern Aspects of Synchronous Machines, Zurich, 1991
• [31] Japanese Generator Project, Vector Field, Electromagnetics Newsletter, Vol. 11, no. 2, Winter, 1995
• [32] Jones C. K., Litz D. C., Cryogenic Consideration in the development and operation of a large synchronous generator, Cryogenic Engineering Conference, Atlanta, 1973,B-2
• [33] Joshi C.H.; Prum C.B.; Schiferl R.F.; Driscoll D.I., Demonstration of two synchronous motors using high temperature superconducting field coils, IEEE Transactions on Applied Superconductivity Vol: 5 no: 2, 1995
• [34] Joyce J. S., Engelke W., Lambrecht D., Will large turbine generators of the future require super-conducting field turbogenerators?, Proc. American Power Conf., 1977
• [35] Khutoretsky G.M.; Filippov I.F.; Varschawsky V.D.; Rybin Yu.L.; Stefanovich S.G., 300 MWA superconducting generator and first experiments of its cooling-down, 11th International Conference on Magnet Technology, Tsukuba, 1989
• [36] Laskaris T. E., Schoch K. F., Superconducting rotor development for a 20 MVA generator , IEEE Trans. on PAS, vol. 99, no. 6, 1980
• [37] Pannen E., Granzen im Turbogeneratorenbau, Elektrizitätswirtschaft, Jg. 75, nr 20, 1976
• [38] Parker J. H., Towne R. A., Design of large superconducting turbine generators for electric utility application, IEEE Trans. on PAS, vol. 98, no. 6, 1979
• [39] Praca zbiorowa, Doklady školy „Sverchprovodimost v elektroenergetike i elektrotechnike”, Cz. I i II, Varna, 1982
• [40] Sabrié J. L., Goyer J., Technical overwiev of the french program, IEEE Trans. on Magnetics, vol. 19, no. 3, 1983
• [41] Smith J. L. Jr., Overview of the development of superconducting synchronous generators, IEEE Trans. on Magnetics, vol. 19, no. 3, 1983
• [42] Spooner E., Fully slotless turbogenerators, Proc. IEE, Vol. 120,1973
• [43] Steel J. G., New design of large generators, Engineering, Jan. 1978
• [44] Stekly Z. J. J., Woodson H. H., Hatch A. M., Hoppie L. O., Halas E., A study of alternators with superconducting field windings: II - Experiment, IEEE Trans. on PAS, vol. 85, no. 3, 1966
• [45] Tixador P., Brunet Y., Vedrine P., Laumond Y., Sabrié J. L., Electrical test on a fully superconducting synchronous machine, IEEE Transactions on Magnetics Vol: 27 no: 2, 1991
• [46] Uczkiewicz J. Cylindryczne ekrany wielowarstwowe, Archiwum Elektrotechniki, t. XXVIII, z. 4, 1979
• [47] Verkin B., I., Pogorelov A., V., Fomin B., I., Chutoreckij G. M., Filippov I., F., Papakin V., F., Turbogenerator so sverchprovodjaščej obmotkoj vozbuždenija moščnostju 2 MW, Izvestvija FTINT, Charkov, 1977
• [48] Vickers V. J., Recent trends in turbogenerators. Proc. IEE, Vol. 121, 1974
• [49] Yamaguchi K., Maki N., Numata S., Sanematsu T., Manufacture of a 50 MVA superconducting rotor, 9th ICEC, Kobe, 1982
• [50] Žižek F., Kurka J., Erforschung der Applikationen der Supraleitfähigkeit im Škoda-Konzern, Skoda