高温超导电机转子冷却技术的研究 被引量：7

1

作者 陈彪 顾国彪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期143-151,共9页

本文针对高温超导电机关键技术之一的转子冷却技术,从旋转管道流动和池沸腾的基本理论出发,对现有的集中式旋转热管、浸泡式冷却方式和三种新型的冷却方式即:分布式旋转热管、分层开放式蒸发冷却和旋转管道蒸发冷却,总结并建立了分别适... 本文针对高温超导电机关键技术之一的转子冷却技术,从旋转管道流动和池沸腾的基本理论出发,对现有的集中式旋转热管、浸泡式冷却方式和三种新型的冷却方式即:分布式旋转热管、分层开放式蒸发冷却和旋转管道蒸发冷却,总结并建立了分别适用于这些转子冷却方式的沸腾换热模型;另外对于旋转管道蒸发冷却的流体动力学问题,参照静止两相流流动阻力的计算模型来分析这种冷却方式的流动阻力。在模型计算、载荷和漏热等边界条件基础上,采用ANSYS温度场静态计算模块对各种冷却方式进行了仿真,得到各种工况的温度分布。建立了一台能实现五种高温超导电机冷却方式的综合性实验平台,对五种冷却方式进行了详细的换热和流动的实验研究,从温升和分布均匀度而言,浸泡式冷却的效果最好,其他几种方式次之。同时对比实验数据与仿真结果,表明理论模型能较为准确地预测实验结果。 展开更多

关键词 高温超导电机 冷却技术 旋转热管 蒸发冷却 两相流

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高温超导电机的发展与研究现状 被引量：12

2

作者 郑陆海 金建勋 《电机与控制应用》 北大核心 2007年第3期1-6,共6页

20世纪90年代初,随着高温超导(HTS)材料实用特性的改善,HTS电机技术逐渐发展起来。已研制的HTS电机包括HTS直流电机、同步电机、异步电机、直线电机,以及HTS磁阻、磁滞、永磁电机。尤其是从21世纪初开始,该技术得到了快速发展,取得了一... 20世纪90年代初,随着高温超导(HTS)材料实用特性的改善,HTS电机技术逐渐发展起来。已研制的HTS电机包括HTS直流电机、同步电机、异步电机、直线电机,以及HTS磁阻、磁滞、永磁电机。尤其是从21世纪初开始,该技术得到了快速发展,取得了一系列重大成果。详细叙述了HTS电动机和发电机的发展过程,总结了HTS电机的优点及其应用前景。 展开更多

关键词 超导电机 高温超导体 高温超导电机

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高温超导电机的冷却技术综述 被引量：2

3

作者 陈彪 顾国彪 张国强 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期15-19,27,共6页

重点探讨了高温超导电机关键技术之一的转子冷却技术的发展过程和各种冷却方式的特性分析,总结出了其优缺点。针对现有技术和结构提出了3种新型的冷却方式和结构:分布式旋转热管,分层开放式蒸发冷却和旋转管道两相流冷却,重新提出针对... 重点探讨了高温超导电机关键技术之一的转子冷却技术的发展过程和各种冷却方式的特性分析,总结出了其优缺点。针对现有技术和结构提出了3种新型的冷却方式和结构:分布式旋转热管,分层开放式蒸发冷却和旋转管道两相流冷却,重新提出针对低速的电动机应用低温超导时代经常采用的浸泡式蒸发冷却方式,这4种方法都是基于相变传热的原理,传热效率高,具有自循环和自适应的特性。进一步提出在冷却系统方面需要深入研究的理论和工程方面的问题。针对各种超导电机的应用场合,提供了不同容量和转速下高温超导所能匹配的冷却方式。 展开更多

关键词 高温超导电机 冷却技术 旋转热管 蒸发冷却

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双定子高温超导电机阻尼绕组对超导励磁磁场及电枢反应磁场作用机理分析

4

作者 王睿 王玉彬 朱新凯 《电机与控制应用》 2021年第7期51-60,共10页

基于静态密封双定子高温超导电机(DS-HTSM)中的静止气隙磁导模型,采用理论公式与有限元仿真相结合的方法分析阻尼导条对磁场的影响。按照磁力路径推导出内气隙磁密,通过建立等效阻尼电路模型,得到其在超导线圈附近感应的反交流谐波,通... 基于静态密封双定子高温超导电机(DS-HTSM)中的静止气隙磁导模型,采用理论公式与有限元仿真相结合的方法分析阻尼导条对磁场的影响。按照磁力路径推导出内气隙磁密,通过建立等效阻尼电路模型,得到其在超导线圈附近感应的反交流谐波,通过有限元仿真进行验证。分析结果表明,鼠笼式阻尼导条可以在基本不影响DS-HTSM励磁磁场的同时,削弱基波电枢反应磁场对超导线圈的影响。 展开更多

关键词 双定子高温超导电机 气隙磁导 谐波分析 等效阻尼电路

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高温超导电机转子励磁绕组的失超遥测系统设计及实验研究

5

作者 连广坤 李会涛 +3 位作者 陈彪 侯哲 张路明 孙丹丹 《上海大中型电机》 2019年第1期5-9,20,共6页

高温超导电机具有体积小、效率高、动态特性好的优势,在电力推进和新能源发电等领域展现出良好的应用前景。失超检测是判断超导线圈运行状态的关键环节,基于当前失超检测的理论研究成果,通过检测超导线圈端部电压、液氮液位、温度精准... 高温超导电机具有体积小、效率高、动态特性好的优势,在电力推进和新能源发电等领域展现出良好的应用前景。失超检测是判断超导线圈运行状态的关键环节,基于当前失超检测的理论研究成果,通过检测超导线圈端部电压、液氮液位、温度精准判断超导运行状态,设计并制作了一套高精度超导电机失超遥测系统,并通过实验,验证了该系统对超导运行状态监测的有效性。 展开更多

关键词 高温超导电机 失超检测 无线传输

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大容量短轴型和长轴型高温超导电机的制冷系统设计和电磁特性对比分析 被引量：2

6

作者 唐毓 蒋意珏 罗维 《电气技术》 2019年第8期49-53,58,共6页

本文构建了一个适用于大容量短轴型和长轴型高温超导电机的制冷系统,所设计的制冷系统的结构特点在于不再需要传输低温制冷工质的旋转结构。首先,对所设计的低温制冷系统进行热负荷的有限元仿真分析;通过有限元仿真分析发现,在去掉旋转... 本文构建了一个适用于大容量短轴型和长轴型高温超导电机的制冷系统,所设计的制冷系统的结构特点在于不再需要传输低温制冷工质的旋转结构。首先,对所设计的低温制冷系统进行热负荷的有限元仿真分析;通过有限元仿真分析发现,在去掉旋转结构之后,可以降低制冷系统的热负荷,达到提高制冷效率的目的;最后,对这种大容量短轴型和长轴型高温超导电机的电磁特性进行了对比分析。 展开更多

关键词 高温超导技术应用 高温超导电机 低温制冷系统 热负荷分析 电磁特性分析

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高温超导电机力矩管性能研究 被引量：1

7

作者 谭登洪 《船电技术》 2014年第11期10-13,共4页

力矩管是高温超导电机中的一个重要部件,起着绝热、支撑转子并传递扭矩等多项重要作用。因此力矩管的各项性能,如绝热性能、冷收缩性能以及力学性能等,都是超导电机研制和设计中尤为重要的参量,需要进行深入分析和研究。本文从模拟计算... 力矩管是高温超导电机中的一个重要部件,起着绝热、支撑转子并传递扭矩等多项重要作用。因此力矩管的各项性能,如绝热性能、冷收缩性能以及力学性能等,都是超导电机研制和设计中尤为重要的参量,需要进行深入分析和研究。本文从模拟计算和试验研究两个方面对高温超导电机力矩管的各项性能进行了比较分析,验证了所制作的力矩管符合设计要求,能够满足高温超导电机的需要。 展开更多

关键词 力矩管 高温超导电机 有限元分析

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海上风力发电用静态密封双定子高温超导发电机的样机研制与测试 被引量：14

8

作者 王玉彬 朱新凯 程明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第23期8148-8158,共11页

海上风力发电是可再生能源的重要发展方向之一,为了降低发电成本,海上风力发电机组的单机容量越来越大,目标是10MW及以上级别。而高温超导直驱发电机具有体积小、重量轻的优势,是大型海上风电机组中最具有竞争力的方案之一。然而基于电... 海上风力发电是可再生能源的重要发展方向之一,为了降低发电成本,海上风力发电机组的单机容量越来越大,目标是10MW及以上级别。而高温超导直驱发电机具有体积小、重量轻的优势,是大型海上风电机组中最具有竞争力的方案之一。然而基于电励磁同步电机拓扑结构研发的超导励磁直驱风力发电机面临着冷却液旋转密封、电流传输有刷、力矩管设计困难等技术难题。为解决上述难题,基于电机气隙磁场调制理论提出一种静态密封双定子高温超导风力发电机,可实现冷却液的静态密封和电流无刷传输,还可降低力矩管的设计难度。重点介绍该静态密封双定子高温超导发电机的拓扑结构、工作原理以及一台10kW样机的电磁性能、制造过程、实验平台与测试研究。该样机的成功制造与测试,验证了静态密封双定子高温超导发电机原理的可行性,总结了一整套制造与实验方法,为该型超导电机未来的工程应用提供参考。 展开更多

关键词 高温超导发电机 静态密封 双定子 磁场调制 高温超导电机测试

原文传递

高温超导发电机励磁系统变论域模糊控制 被引量：2

9

作者 张兰勇 孟坤 朱帅 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第3期109-115,共7页

针对高温超导电机励磁系统,对励磁系统的控制策略进行了设计,提出了模糊控制与常规的PID控制相结合的控制策略。在常规PID的基础之上加入模糊推理算法,同时在此基础之上加入变论域模糊控制,通过对论域伸缩因子函数模型以及模糊控制规则... 针对高温超导电机励磁系统,对励磁系统的控制策略进行了设计,提出了模糊控制与常规的PID控制相结合的控制策略。在常规PID的基础之上加入模糊推理算法,同时在此基础之上加入变论域模糊控制,通过对论域伸缩因子函数模型以及模糊控制规则的选取,利用计算机处理器来实现模糊控制,使系统的控制精度得到进一步的提高。并且为了便于在其他控制策略上移植,采用了离散时间系统进行控制策略设计。通过建立系统仿真模型分别将模糊PID控制与变论域模糊PID控制效果进行了比较,结果显示变论域模糊PID控制具有更好的动、静态性能。 展开更多

关键词 高温超导电机励磁系统 模糊PID 变论域模糊控制

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基于国产YBCO带材的高温超导发电机的研制 被引量：6

10

作者 张东 孙明伦 +10 位作者 陈彪 张路明 宋乃浩 周微微 靖立伟 戴少涛 马韬 胡磊 张国民 林良真 肖立业 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期354-362,共9页

随着可再生能源工业的发展对发电机技术提出更高容量和更大功率密度的需求,高温超导发电机在海上风力发电机领域有着广阔的应用前景。中国科学院电工研究所与上海电气集团上海电机厂有限公司合作研究高温超导发电机技术并研制基于国产Y... 随着可再生能源工业的发展对发电机技术提出更高容量和更大功率密度的需求,高温超导发电机在海上风力发电机领域有着广阔的应用前景。中国科学院电工研究所与上海电气集团上海电机厂有限公司合作研究高温超导发电机技术并研制基于国产YBCO带材的500 kW高温超导发电机原理样机。500 kW高温超导发电机为首台基于国产YBCO超导带材的高温超导发电机。目前,超导发电机已经完成研制工作并进行满负荷运行测试,电机运行良好,各项指标依据国标测试达到预期值。该文着重介绍500 kW高温超导发电机系统的研制工作,其中包括国产YBCO带材和9%Ni低温导磁钢的电磁特性研究,超导励磁绕组的优化设计和研制,同时介绍500 kW高温超导发电机的系统级测试工作,包括空载特性、负载特性、满载效率,并给出相应实验测试结果。 展开更多

关键词 高温超导发电机 国产YBCO带材 高温超导励磁绕组 电磁设计

原文传递

结构参数对高温超导直线感应电机电磁性能的影响 被引量：5

11

作者 赵佳 张威 +3 位作者 方进 杨中平 郑琼林 刘友梅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期97-103,共7页

设计了一种新型高温超导直线感应电机,初级线圈为Bi-2223/Ag高温超导线圈,采用单层整距集中绕组结构排列。高温超导直线感应电机临界电流的大小主要由电机初级槽漏磁通密度决定,电磁力的大小主要由空气主磁通和次级感应板涡流决定。电... 设计了一种新型高温超导直线感应电机,初级线圈为Bi-2223/Ag高温超导线圈,采用单层整距集中绕组结构排列。高温超导直线感应电机临界电流的大小主要由电机初级槽漏磁通密度决定,电磁力的大小主要由空气主磁通和次级感应板涡流决定。电机结构参数对电机磁场的分布影响很大。使用有限元法比较分析了恒流条件下电机槽宽、槽高和绕组匝数对电机稳态和瞬态电磁性能的影响,研究了电机结构参数对电机最大槽漏磁通密度、电机推力和电机垂向力的影响。 展开更多

关键词 高温超导直线感应电机 临界电流 电磁性能 结构参数 2-D有限元法

原文传递

基于子域模型的高温超导绕组电机磁场解析计算 被引量：4

12

作者 常勇 包广清 何婷 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期121-133,共13页

为了研究高温超导绕组电机的磁场分布,提出一种磁场解析计算方法。根据超导电机结构特殊性,考虑超导材料特性,把超导电机的磁场作为线性稳定磁场处理。在二维平面坐标系中,对高温超导绕组电机磁场求解域进行子域划分,建立了各子域矢量... 为了研究高温超导绕组电机的磁场分布,提出一种磁场解析计算方法。根据超导电机结构特殊性,考虑超导材料特性,把超导电机的磁场作为线性稳定磁场处理。在二维平面坐标系中,对高温超导绕组电机磁场求解域进行子域划分,建立了各子域矢量磁位拉普拉斯方程或泊松方程。根据边界条件利用分离变量法分别求解各子域的拉普拉斯方程或泊松方程通解。将高温超导体的临界电流参数、电机极对数、高次谐波、每极每相槽数的影响作为附加约束条件,求解各个子域的矢量磁位和磁感应分量的解析表达式。计算了空载气隙磁密、空载反电动势和相关电磁性能参数,与有限元计算结果进行比较,结果表明该解析计算方法有效且准确,对超导块材和线材电机磁场分析、参数计算具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 高温超导绕组电机 分离变量法 气隙磁密 解析计算 子域解析方法

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轨道交通用高温超导直线感应电机的设计与测试 被引量：5

13

作者 方进 申政 《安徽师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期307-313,共7页

高温超导直线感应电机对于城市轨道交通的发展具有重要意义.参考常规铜绕组直线感应电机的设计理论,对高温超导直线感应电机进行设计.结合高温超导带材的特性,设计超导绕组线圈的结构并选择单层整距集中绕组结构的方式对线圈在初级铁芯... 高温超导直线感应电机对于城市轨道交通的发展具有重要意义.参考常规铜绕组直线感应电机的设计理论,对高温超导直线感应电机进行设计.结合高温超导带材的特性,设计超导绕组线圈的结构并选择单层整距集中绕组结构的方式对线圈在初级铁芯上进行排列,采用无磁材料制作薄壁杜瓦,最后将各个部分整体组装成高温超导直线感应电机试验样机.运用有限元分析软件ANSOFT对所设计的电机建模并进行仿真计算.制作铜绕组试制样机并搭建直线电机牵引测试平台对制作的电机样机进行测试,将试验结果和仿真结果进行对比分析,验证设计的合理性与可行性. 展开更多

关键词 轨道交通 高温超导直线感应电机 有限元 试验测试

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次级结构参数对高温超导直线感应电机电磁特性的影响 被引量：2

14

作者 刘斌 方进 +5 位作者 曹君慈 张蕴馨 逯康康 郑晓东 宋文娟 周伟 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第5期46-50,共5页

次级结构参数对高温超导直线感应电机电磁特性具有重要的影响。分别对次级导电板的材料和厚度对高温超导直线感应电机电磁特性的影响进行研究分析。首先复合次级结构包括导电板和导磁板,分别选择铝板和铜板作为导电板,背铁材料作为导磁... 次级结构参数对高温超导直线感应电机电磁特性具有重要的影响。分别对次级导电板的材料和厚度对高温超导直线感应电机电磁特性的影响进行研究分析。首先复合次级结构包括导电板和导磁板,分别选择铝板和铜板作为导电板,背铁材料作为导磁板,分别对两种材料在电磁推力、垂向力以及高温超导绕组所受最大垂直场方面做了分析,最终选择了铝铁复合次级结构。然后针对铝铁复合次级特性,通过改变铝板的厚度,来研究铝板的厚度对电磁推力、垂向力、超导绕组所受最大垂直场以及最大通电电流等参数的影响。分析结果表明合适的次级板材料和结构有利于改善高温超导直线感应电机的综合性能。 展开更多

关键词 高温超导直线感应电机 电磁特性 复合次级结构 最大垂直场

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高温超导直线感应电机的优化设计 被引量：1

15

作者 赵佳 郑琼林 +2 位作者 张威 方进 刘友梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期33-38,共6页

详细讨论了高温超导直线感应电机的结构设计和初级绕组排列方式,给出了高温超导带材临界电流和背景磁场的关系曲线。采用Maxwell有限元电磁分析软件对高温超导直线感应电机进行了详细的电磁分析,并对初级绕组匝数、初级铁心槽高和初级... 详细讨论了高温超导直线感应电机的结构设计和初级绕组排列方式,给出了高温超导带材临界电流和背景磁场的关系曲线。采用Maxwell有限元电磁分析软件对高温超导直线感应电机进行了详细的电磁分析,并对初级绕组匝数、初级铁心槽高和初级铁心槽宽等关键参数进行了参数扫描和优化,分析了它们对电机电磁力、初级槽漏磁通和电机临界电流的影响,提出了高温超导直线感应电机的优化设计方法。根据得到的高温超导直线感应电机优化设计参数制造了一台完全相同的铜绕组实验样机,测试了样机在不同电流和速度下的推力,对比相同条件下得到的有限元电磁仿真结果,可以得到一个修正推力仿真结果的系数,这个系数对研究不同电机参数的电机推力很有意义。 展开更多

关键词 高温超导直线感应电机 优化设计 有限元分析 电磁特性 临界电流

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冷氦气闭式循环冷却的高温超导电机转子降温分析 被引量：2

16

作者 代义军 董琦 +1 位作者 陈伟 郑军 《低温与超导》 CAS 北大核心 2019年第3期12-16,共5页

高温超导电机转子一种常见的冷却方式为G-M制冷机提供冷量,氦气为冷媒,氦气泵提供循环动力,其转子降温过程是一个多参数耦合的复杂过程,针对该种冷却方式,阐述了一种基于集总参数法的转子降温分析简易方法,进行了降温计算,并与试验值进... 高温超导电机转子一种常见的冷却方式为G-M制冷机提供冷量,氦气为冷媒,氦气泵提供循环动力,其转子降温过程是一个多参数耦合的复杂过程,针对该种冷却方式,阐述了一种基于集总参数法的转子降温分析简易方法,进行了降温计算,并与试验值进行了比较,分析了降温过程中转子与冷头的温度变化特点。 展开更多

关键词 高温超导电机 转子 集总参数法 降温

原文传递

齿槽结构对高温超导直线感应电机水平推力影响

17

作者 李继红 刘斌 +1 位作者 曹聪聪 方进 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第7期39-43,共5页

齿槽结构参数对高温超导直线感应电机性能有重要影响。为了具体研究这些结构参数对电机性能的影响,通过2D瞬态场有限元分析,分别研究了槽宽、槽高、齿宽对电机的电磁特性,高温超导绕组所受最大垂直场以及电机最大通电电流的影响,得到高... 齿槽结构参数对高温超导直线感应电机性能有重要影响。为了具体研究这些结构参数对电机性能的影响,通过2D瞬态场有限元分析,分别研究了槽宽、槽高、齿宽对电机的电磁特性,高温超导绕组所受最大垂直场以及电机最大通电电流的影响,得到高温超导电机最大通电电流与槽宽、槽高的关系,得到结构优化后的临界槽宽以及临界槽高。通过研究分析表明,优化的齿槽结构参数有利于提高高温超导直线感应电机的通流能力,增大电机的电磁推力。 展开更多

关键词 高温超导直线感应电机 有限元分析 临界槽宽 临界槽高

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MgB_2高温超导发电机设计及转子结构优化 被引量：1

18

作者 洪天琪 余海涛 胡敏强 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2014年第2期39-43,共5页

高温超导发电机由于转子无铁芯,导致气隙磁场畸变,严重影响发电机的输出性能。本文使用MgB2线材作为高温超导发电机的励磁绕组,并将灰色系统理论引入到高温超导发电机的励磁绕组结构的设计中,解决了转子无铁芯型高温超导电机励磁绕组端... 高温超导发电机由于转子无铁芯,导致气隙磁场畸变,严重影响发电机的输出性能。本文使用MgB2线材作为高温超导发电机的励磁绕组,并将灰色系统理论引入到高温超导发电机的励磁绕组结构的设计中,解决了转子无铁芯型高温超导电机励磁绕组端部气隙磁场畸变的优化问题。借助电磁场有限元程序设计方法,成功设计了一台功率为50kW的高温超导发电机。 展开更多

关键词 高温超导发电机 MGB2 无铁芯 气隙磁场 畸变

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高温超导单极电机关键技术

19

作者 唐绍栋 《舰船科学技术》 北大核心 2003年第1期47-52,共6页

阐述了高温超导单极电机的主要技术关键及解决途径 ,着重阐述与目前高温超导材料特性相适应的高温超导磁体技术 。

关键词 高温超导单极电机 船舶 电力推进系统 电磁参数 电压技术 集电技术 高温超导磁体系统

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高温超导船用推进电动机的发展和现状 被引量：2

20

作者 郑征 邹瑾 胡迪 《微特电机》 北大核心 2013年第9期64-67,共4页

超导体在超导状态下可以产生大电流和强磁场,超导电机就是利用超导技术及材料研制的一种高性能的电机,因而超导电机具有低损耗、体积小、大功率和高转矩等优良特性,这对于空间和重量严重影响整体性能的船舶,尤其是对军舰、潜艇具有巨大... 超导体在超导状态下可以产生大电流和强磁场,超导电机就是利用超导技术及材料研制的一种高性能的电机,因而超导电机具有低损耗、体积小、大功率和高转矩等优良特性,这对于空间和重量严重影响整体性能的船舶,尤其是对军舰、潜艇具有巨大的应用前景。主要阐述了船用高温超导电机的特性及代表世界先进发展水平的船用推进高温超导电机,指出了基于高温超导技术的船用推进电机的优越性,最后总结了高温超导电机应用前景及发展趋势。 展开更多

关键词 高温超导电机 船用推进电机 全电化

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