高速高温超导-常导混合电枢绕组同步电机理论研究

高速电力推进技术的不断发展给电机提出了更高的转矩密度需求，需要更小的体积和重量来实现更高的转矩特性。本申请拟设计一种高速高温超导同步电机，开展高温超导同步电机基础设计理论的研究，主要研究内容包含：基于理论解析与有限元的原理，研究高温超导同步电机的理论与设计方法；研究相同气隙磁密条件下不同齿槽比例条件对高温超导电枢绕组电气性能的影响，建立具有交流超导电枢绕组的高温超导电机模型；研究不同气隙磁密条件下，高频铜绕组对高温全超导电机机械特性的影响规律，建立高温超导电机理论模型；研究高温超导电机的失超机理，得到高温超导电机失超规律，提出高温全超导电机的设计理论；通过研究，得到高温超导线材性能与电机电负荷、磁负荷之间的影响规律，为日后大功率高速高效电机推进系统奠定理论基础，进而实现高温超导电机的工程化应用。

高速电力推进技术的不断发展给电机提出了更高的转矩密度需求，需要更小的体积和重量来实现更高的转矩特性。本申请拟设计一种高速高温超导同步电机，开展高温超导同步电机基础设计理论的研究，主要研究内容包含：基于理论解析与有限元的原理，研究高温超导同步电机的理论与设计方法；研究相同气隙磁密条件下不同齿槽比例条件对高温超导电枢绕组电气性能的影响，建立具有交流超导电枢绕组的高温超导电机模型；研究不同气隙磁密条件下，高频铜绕组对高温全超导电机机械特性的影响规律，建立高温超导电机理论模型；研究高温超导电机的失超机理，得到高温超导电机失超规律，提出高温全超导电机的设计理论；通过研究，得到高温超导线材性能与电机电负荷、磁负荷之间的影响规律，为日后大功率高速高效电机推进系统奠定理论基础，进而实现高温超导电机的工程化应用。

诞生于西南交通大学

高温超导磁悬浮技术作为革命性的交通技术创造，首先诞生于西南交通大学。

学校从上世纪80年代启动磁浮研制；40年来，经过几代人的不懈努力与艰苦奋斗，建立起了高温超导磁浮电磁热力耦合模型，形成了车载高温超导体永磁轨道相互作用理论，构建了高温超导磁浮车轨耦合动力学模型，突破了大载重、高速高温超导悬浮技术，掌握了高温超导高速磁浮列车及其运行系统的设计技术。

2020年开始，学校联合中国中车、中国中铁等单位协同攻关，共同开展高温超导磁浮工程化样车和试验线的工程化实践，成功建立了高温超导高速磁浮列车系统集成技术。

高温超导输电，是指在相对于绝对零度而言的接近零下200摄氏度的液氮环境下，利用超导材料的超导特性，使电力传输介质接近于零电阻，电能传输损耗接近于零，从而实现低电压等级的大容量输电。一根10千伏三相同轴高温交流超导电缆，具备相当于一根常规110千伏电缆的电量输送能力。

高温超导磁浮交通技术拥有 无源自稳定、结构简单、节能、无化学和噪声污染、安全舒适、运行成本低等优点， 是理想的新型轨道交通工具，适用于多种速度域，尤其适合高及超高速线路的运行；其为具有自悬浮、自导向、自稳定特征的高温超导磁浮交通技术，是面向未来发展、应用前景广阔的新制式轨道交通方式。

时速600

该技术拟首先在大气环境下实现工程化， 预期运行速度目标值大于600km/h，可望创造在大气环境下陆地交通的速度新纪录。下一步结合未来真空管道技术，开发填补陆地交通和航空交通速度空白的综合交通系统，将为远期向1000km/h以上速度值的突破奠定基础，从而构建陆地交通运输的全新模式，引发轨道交通发展的前瞻性、颠覆性变革。

世界首台高温超导高速磁浮工程试验线位于西南交通大学牵引动力国家重点实验室，验证段全长165米，可实现高温超导高速磁浮样车的悬浮、导向、牵引、制动等基本功能，以及整个系统工程的联调联试，满足后期研究试验 。这标志着高温超导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破将对我国轨道交通现代化事业产生重大而深远的影响。