独家:高温超导导线有助于电机的发展

罗克韦尔自动化公司报告说，它在2005年6月成功演示了第二代(2G)高温超导(HTS)导线在2马力信实电气HTS电机中的首次使用。该公司补充说，高温超导电线仍然是使高温超导技术应用于大型工业电机的关键。

高温超导电线和线圈有望使这些超级高效的机器具有成本效益，并在不久的将来可用。HTS的前提是几乎消除电流阻力，使HTS电机比目前最好的传统电机减少50%的功率损耗。

罗克韦尔与美国能源部(DOE)的“超导工业伙伴关系”(SPI)项目合作进行了演示。十多年来，罗克韦尔一直与美国能源部的SPI项目和合作伙伴供应商公司合作，进行了一系列的高温超导电机演示，取得了令人印象深刻的进展，2001年达到了1600马力的输出，所有这些都使用了第一代(1G)高温超导电线。

然而，由于1G线的每个电机的成本可能超过现有电机的总成本;罗克韦尔信实公司的先进技术主管里奇·希弗尔博士说，需要一些新的东西。他说:“第一代高温超导电线技术太昂贵，无法成功应用于电机。控制工程．

第二代高温超导电线需要更少的冷却

用于2马力演示的高温超导电机是一台具有超导磁场绕组(转子)和传统定子的同步电机。高温超导线圈的冷却来自液氮引入转子中心，并通过电机框架排出(仅用于演示目的，见图)。它提供了转子内部约-321°F(-196°C)的温度。在实际的发动机中，冷却剂会再循环。“在大型工业高温超导电机中，超导线圈冷却剂将从转子中回收，并在闭环冷却系统中重新冷却，因此不会有冷空气或液体从电机中逸出，”Schiferl补充道。

2马力的演示电机使用了14米(46英尺)的陶瓷涂层导体2G HTS线，缠绕成两个旋转磁场线圈，由Intermagnetics General Corp.的子公司SuperPower Inc.提供，第二代HTS线的性能有望优于上一代。SuperPower目前生产的2G电线连续长度可达100米，据报道，这种能力正在迅速增长。实际上，对于5000马力左右的电机来说，需要将目前连续电线长度的10倍左右，这样才能实现人们所希望的大幅节能。拼接会增加电线的总长度。“大型高温超导电机需要数公里长的电线，”Schiferl补充道。这种金属丝的制造依赖于SuperPower专有的MOCVD(金属有机化学气相沉积)工艺，据报道，与早期的脉冲激光沉积(PLD)工艺相比，该工艺的生产率(吞吐量)和性能均匀性要高得多。

那么，我们什么时候能看到高温超导发动机的工作呢?Schiferl回答说，他相信在大约五年内，高温超导电机将少量应用于工业。这种发动机的广泛使用将在稍后进行。“预计最小的单位尺寸将在1000马力左右，大多数将在5000马力及以上。此外，在未来五年内，2G HTS线可能会满足成本和长度要求。”电力生产和船舶推进可能是第一个应用。

更多信息，请访问www.rockwellautomation.com， www.reliance.com，www.igc-superpower.com．

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