国外超导家用电器用稳压器发展
来源:http://www.wenyaq.com/ 作者:稳压器厂家 日期:2019/07/24 20:38
自从1911年发现汞的超导现象以来,经过50年左右的研究和探索,于1961年利用NbsSn的高磁场超导性,制成了世界上第一个88千奥的超导磁体.
近十多年来,由于超导材料的发展、低温技术的提高和超导理论的深入研究,推动了超导技术的应用。目前超导技术在强电家用电器用稳压器技术领域中的应用已引起重视,并日益扩大。核物理研究用和磁流体发电用的超导电磁体,以及电机的直流超导磁场线圈等等的超导的应用已取得显著的成果。
至于交流方面尽管存在着不少困难,但从1961年开始就有人提出把超导技术用于输配电设备(发电机、变压器和电缆)。并指出:未来的超导稳压器的损耗和体积将比相应的常规家用电器用稳压器大为减小,而它的单台容量和效率将有所提高。此后,许多国家对于超导技术在稳压器上的应用作了研究,对巨型稳压器使用超导体的可能性和经济性作理论上的探讨,并相应提出对于交流超导材料、低温绝热材料、低温结构材料、低温绝缘材料及制冷设备的要求。其中,从减小体积和重量的观点出发,和从减小超导线圈的交流损耗出发,来研究超导稳压器的经济性。另外,又着手试制些模拟家用电器用稳压器。据报导:美国于1961年试制成一台15千瓦的模拟超导稳压器,法国分别于1965年和1966年试制成2.5千瓦和6.6千伏安的模拟超导稳压器各一台。
现将我们收集的一些国外资料,分超导稳压器的总效率、结构特点、故障和保护、巨型超导变压器的展望等问题叙述如下。所有内容仅可作为超导技术发展中的借鉴,取其精华加以吸收。
超导稳压器的总效率
常规稳压器在计算效率时,实际上仅需考虑其铁耗和电阻损耗。超导稳压器运行于深低温,另有冷冻机等附加设备消耗的电功率,亦应在计算总效率时一并加以考虑。
假定稳压器的额定输出容量为P,铁耗为P。,导体耗为Ps,则常规稳压器的效率是:
=1-P。+Ps
在考虑冷冻机所消耗的电功率时,发生于深低温部分的热漏入和线圈的损耗已不容忽视。因为到目前为止,冷却到液氦温度(约4°K)所需的电功率约为深低温下损耗功率的400~1000倍。亦即在深低温容器内,1瓦的损耗必须考虑等价地消耗400~1000瓦的电功率。若用a来表示所需电功率和深低温下的损耗的比值;用P:表示在某使用周期内从外部进入深低温容器的平均热着入功率;用P表示在深低温容器内发生的电损耗,它包括超导稳压器线圈的交流损耗(磁滞损耗)和作保护用的常导基体的祸流损耗;用P表示常温部分的导体损耗,它不包括线圈的电损耗,只计及引线的电损耗,用P表示铁耗,由于它在深低温下基本不变,考虑到系数a较大,所以家用电器用稳压器铁心工作在常温下较合理。
应该指出,由于P,对P。相比是极小的,因之可以忽略不计。而防止热漏入所需附加制冷设备的功率消耗均算作aPl内。
为了说明稳压器总效率的具体计算,兹举提供的数据加以阐述,变压器的额定容量设为600兆伏安,即P=600X105瓦(假定功率因数cosφ=1);超导线圈的交流损耗为150瓦,线圈基体的涡流损耗为10瓦,即aPg=a(150+10)=160a瓦;热辐射的漏入功率为15瓦,线圈支架的热漏入功率为15瓦,附加热漏入功率为10瓦,套管热漏入功率折合为所需的制冷机功率消耗为150千瓦,为防止稳压器箱体热漏入而设置的液氮屏蔽所需的制冷机功率消耗为10千瓦。
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