Введение к работе
Актуальность теми
Успехи.достигнутые в области разработки и создания аппаратов запасающих электрическую энергию с целью ее последующего применения и использующих для этого явление сверхпроводимости позволи вывести их в ряд преспективных среди устройств , аккумулирующих электрическую энергию на другом принципе. По одному из важнейших показателей для накопителей энергии, удельной энергоемкости (отношению запасаемой энергии к secy или объему конструкции)f сверхпроводящие индуктивные накопители (СПИН) занимают промежуточное положение, опережая конденсаторные батареи и уступая аккумуляторам. Однако по ряду других показателей они обладают некоторШИпреимуществами. :
Высокое быстродействие (время ввода в действие O.G2-0.Q3 сек.).
Широкий диапазон времени разряда.
Высокое значение к.п.д. 85-95%.
Простота перехода из режима заряда в режим разряда,
Большой ресурс работы.
Отсутствие преобразования вида энергии.
К недостатком СПИН можно отнести:
- Высокую удельную стоимость накопленной энергии, при этом следует
отметить, что она снижается с ростом величины запасаемой энергии.
- Сложность вывода всей энергии из накопителя в нагрузку. Это
обусловлено наличием ограничений , накладызаемых потребителем на
минимальную величину разрядного тока.
- Отрицательное экологическое воздействие. Поля рассеяния соленоида
при размерах катушки в сотни метров.распространяются на расстояния 1-
2 км.', что требует большой зоны отчуждения.
Значительные радиальные усилия, требующие в ряде случаев 'существенных затрат на их компенсацию.
- Сложность конструкции магнитной системы (МС).
Подобные недостатки а ряде случае являются определяющими и существенно ограничивающимиобласть приминания СПИН. Поэтому проблема их устранения или частичного снижения является в настоящее время актуальной и ее решение имеет важное народо-хозяйственное значение. Цель работы
' ;. jrnoii целью работы являлось увеличение эффективности использования
<:і':/М в качестве источника питания ограниченной мощности. Для
достижения поставленной цели требовалось решить следующие основные
-і; дачи.
і . Определить способ и выбрать схемное решение дающее возможность
понизить нереализуемый "мертвый" объем энергии накопителя.
2 . Уменьшить удельную стоимость энергии за счет увеличения удельной
унсргоемкости СПИН путем более полного использования токонесущих и
механических характеристик сверхпроводящего кабеля.
'.і Найти способ, позволяющий существенно уменьшить величину внешних
;:-;гнктных полей СПИН} не изменяя при этом величину удельной
ліергоемкости к объема сверхпроводящего материала.
Научная новизна
Впервые предложен способ секционирования сверхпроводящих г/г.:.;оток, позволяющий учитывать не только токонесущие , но и механические свойства сверхпроводящего кабеля, что в свою очередь д.ч''Т возможность значительно повысить эффективность использования тс/водника в целом.
Разработана методика расчета геометрических размеров секцийj „v. кадя возможность увеличить энергоемкость СПИН за счет предложенного '.'.юсова секционирования.
На основании проведенных исследований впервые доказано, что при 1.--. ^работке и создании крупных энергетических накопителей оказывается її", несообразнее использование набора катушек меньших размеров чем олчночного соленоида, обладающих при этом, тем же объемом Cti -рхпроводящего материала. „Jl;"'-' ктиче ска я ценное? ь
Результаты дис::«ртаиии используются при разработке источников і:п,;ш:я на базе С1ЦІН, определения геометрических размеров секций и' митних систем (КС) СП1ЇН, а также при проектировании крупных -,.; - ргетнческих накопителей которые могут использовать в качестве МС :;,:.гда.одульную конструкцию. J.4.'ТГ.ЦИГУ выносятся
;лализ возможности более полного вывода энергии запасаемой в СПИН.
- Различные способы секционирования и схемы включения секций МС Cfiillf,
выполненные с учетом не только критических характеристик
сверхпроводши^ но и впервые учитывающие его механические свойства.
Теоретические пределы увеличения энергоемкости за счет секционирования по механическим характеристикам сверхпроводника.
- Альтернативная конструкцияМС СПИН,основанная на замене одиночной
обмотки набором катушек меньшего радиуса.
Апробация.
Результаты работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на
международной конференции "Электротехника 89" (Братислава 1989 г.),
на 11 международной конференции по магнитной технологии (Япония.
Тсукуба 1989 г.), на VI международной научно-технической конференции
по электрический машинам "ELMA-9Q" (Варна 1990 г.), на международной
конференции по сверхпроводимости "ІСЕС-90" (Китай 1990 г.), а также
на научных семинарах Института высоких температур АН СССР и
заседаниях кафедра элентрических аппаратов МЭИ в 198В-1991 г.г.
Публикации.
Основные положения диссертационной работы достаточно полно отражено в
8 опубликованных работах:
Структура и об-ьем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения,
списка литературы . и . имеет объем 156 стр., из них 111
стр. машинописного текста, 41 рисунок; 4 таблицы.
