The Contactless Power Supply Circuit of High-Temperature Superconducting Coils
Keywords:
electrical machines, superconducting field winding, contactless power, current-voltage characteristics
Abstract
The main problem in the design and operation of electric machines with a superconducting excitation winding on the rotor is the energy transfer from stator by brush unit. To solve the problem, a method of contactless power supply of the coils on the rotor was proposed. It consists in using a ring transformer with air gap and a rectifier on the cryogenic rotor. The results of the experiment with the diode cooled by LN2 and the simulation of the power supply circuit are presented.
References
1. Колесов К.А., Дежин Д.С. Бесконтактная система питания сверхпроводниковых катушек постоянного тока. — Тезисы 16-й Международ. конф. «Авиация и космонавтика-2017», 20—24 ноября 2017 г. Москва: Типография «Люксор», 2017, с. 163.
2. Колесов К.А., Дежин Д.С. Моделирование работы электрической схемы и вращающегося трансформатора для бесконтактной системы питания сверхпроводниковых катушек. Авиация и космонавтика-2018. Тезисы 17-й Международ. конф., 2018, с. 170-171.
3. Дежин Д.С., Иванов Н.С., Кобзева И.Н., Ковалев К.Л. Полностью сверхпроводниковая электрическая машина с высокой удельной мощностью. — Электротехника, 2018, № 2, с. 2-7.
4. Dezhin D.S., Kovalev K.L., Verzhbitskiy L.G., Kozub S.S., Firsov V.P. Design and Testing of 200 kW Synchronous Motor with 2G HTS Field Coils. — IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. (EES): Proceedings of Intern. Conf. on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering-2017, Russia, No. 87 (2017), pp. 1 — 7.
5. Ковалев Л.К., Ковалев К.Л., Конеев С.М.-А., Пенкин В.Т., Полтавец В.Н., Ильясов Р.И., Дежин Д.С. Электрические машины и устройства на основе массивных высокотемпературных сверхпроводников. М.: Физматлит, 2010, 369 с.
6. Пенкин В.Т., Ковалев К.Л. Синхронные электрические машины с композитными и объемными сверхпроводниками в роторе для транспортных систем. М.: НИУ «Московский авиационный институт», 2018, 216 с.
7. Дубенский Г.А., Модестов К.А., Кован Ю.И., Ковалев К.Л., Ларионов А.Е. Проблемы криогенного охлаждения полупроводниковых вентилей статических преобразователей. — Электричество, 2019, № 6, с. 4—12.
#
1. Kolesov K.A., Dezhin D.S. Beskontaktnaya sistema pitaniya sverkhprovodnikovykh katushek postoyannogo toka. Tezisy 16 i Mezhdunarod. konf. «Aviatsiya i kosmonavtika 2017» (A contactless DC power supply system for superconducting coils, in Proceedings of the 16th International Conference «Aviation and Astronautics 2017», Moscow, 20–24 November 2017, Tipografiya «Lyuksor», 2017, p.163.
2. Kolesov K.A., Dezhin D.S. Modelirovaniye raboty elektricheskoi skhemy i vrashchayushchegosya transformatora dlya beskontaktnoi sistemy petaniya sverkhprovodnikovykh katushek. Tezisy 17 i Mezhdunarod. konf. «Aviatsiya i kosmonavtika 2018» (Simulating the operation of the electric circuit and rotating transformer for a contactless power supply system of superconducting coils, in Proceedings of the 17th International Conference «Aviation and Astronautics 2018», 2018, pp. 170–171.
3. Dezhin D.S., Ivanov N.S., Kobzeva I.N., Kovalev K.L. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2018, No. 2, pp. 2–7.
4. Dezhin D.S., Kovalev K.L., Verzhbitskiy L.G., Kozub S.S., Firsov V.P. Design and Testing of 200 kW Synchronous Motor with 2G HTS Field Coils. - IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. (EES): Proceedings of Intern. Conf. on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering-2017, Russia, No. 87 (2017), pp. 1-7.
5. Kovalev L.K., Kovalev K.L., Koneyev S.M.-A., Penkin V.T., Poltavets V.N., Il’yasov R.I., Dezhin D.S. Elektricheskiye mashiny i ustroistva na osnove massivnykh vysokotemperaturnykh sverkhprovodnikov (Electrical machines and devices made on the basis of bulky high-temperature superconductors), 2010, 369 p.
6. Penkin V.I., Kovalev K.L. Sinkhronnye elektricheskiye mashiny s kompozitnymi i ob"emnymi sverkhprovodnikami v rotore dlya transportnykh sistem (Synchronous electrical machines with composite and bulk superconductors in the rotor for transport systems), 2018, 216 p.
7. Dubenskii G.A., Modestov K.A., Kovan Yu.I., Kovalev K.L., Larionov A.Ye. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2019, No. 6, pp. 4-12.
2. Колесов К.А., Дежин Д.С. Моделирование работы электрической схемы и вращающегося трансформатора для бесконтактной системы питания сверхпроводниковых катушек. Авиация и космонавтика-2018. Тезисы 17-й Международ. конф., 2018, с. 170-171.
3. Дежин Д.С., Иванов Н.С., Кобзева И.Н., Ковалев К.Л. Полностью сверхпроводниковая электрическая машина с высокой удельной мощностью. — Электротехника, 2018, № 2, с. 2-7.
4. Dezhin D.S., Kovalev K.L., Verzhbitskiy L.G., Kozub S.S., Firsov V.P. Design and Testing of 200 kW Synchronous Motor with 2G HTS Field Coils. — IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. (EES): Proceedings of Intern. Conf. on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering-2017, Russia, No. 87 (2017), pp. 1 — 7.
5. Ковалев Л.К., Ковалев К.Л., Конеев С.М.-А., Пенкин В.Т., Полтавец В.Н., Ильясов Р.И., Дежин Д.С. Электрические машины и устройства на основе массивных высокотемпературных сверхпроводников. М.: Физматлит, 2010, 369 с.
6. Пенкин В.Т., Ковалев К.Л. Синхронные электрические машины с композитными и объемными сверхпроводниками в роторе для транспортных систем. М.: НИУ «Московский авиационный институт», 2018, 216 с.
7. Дубенский Г.А., Модестов К.А., Кован Ю.И., Ковалев К.Л., Ларионов А.Е. Проблемы криогенного охлаждения полупроводниковых вентилей статических преобразователей. — Электричество, 2019, № 6, с. 4—12.
#
1. Kolesov K.A., Dezhin D.S. Beskontaktnaya sistema pitaniya sverkhprovodnikovykh katushek postoyannogo toka. Tezisy 16 i Mezhdunarod. konf. «Aviatsiya i kosmonavtika 2017» (A contactless DC power supply system for superconducting coils, in Proceedings of the 16th International Conference «Aviation and Astronautics 2017», Moscow, 20–24 November 2017, Tipografiya «Lyuksor», 2017, p.163.
2. Kolesov K.A., Dezhin D.S. Modelirovaniye raboty elektricheskoi skhemy i vrashchayushchegosya transformatora dlya beskontaktnoi sistemy petaniya sverkhprovodnikovykh katushek. Tezisy 17 i Mezhdunarod. konf. «Aviatsiya i kosmonavtika 2018» (Simulating the operation of the electric circuit and rotating transformer for a contactless power supply system of superconducting coils, in Proceedings of the 17th International Conference «Aviation and Astronautics 2018», 2018, pp. 170–171.
3. Dezhin D.S., Ivanov N.S., Kobzeva I.N., Kovalev K.L. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2018, No. 2, pp. 2–7.
4. Dezhin D.S., Kovalev K.L., Verzhbitskiy L.G., Kozub S.S., Firsov V.P. Design and Testing of 200 kW Synchronous Motor with 2G HTS Field Coils. - IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. (EES): Proceedings of Intern. Conf. on Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering-2017, Russia, No. 87 (2017), pp. 1-7.
5. Kovalev L.K., Kovalev K.L., Koneyev S.M.-A., Penkin V.T., Poltavets V.N., Il’yasov R.I., Dezhin D.S. Elektricheskiye mashiny i ustroistva na osnove massivnykh vysokotemperaturnykh sverkhprovodnikov (Electrical machines and devices made on the basis of bulky high-temperature superconductors), 2010, 369 p.
6. Penkin V.I., Kovalev K.L. Sinkhronnye elektricheskiye mashiny s kompozitnymi i ob"emnymi sverkhprovodnikami v rotore dlya transportnykh sistem (Synchronous electrical machines with composite and bulk superconductors in the rotor for transport systems), 2018, 216 p.
7. Dubenskii G.A., Modestov K.A., Kovan Yu.I., Kovalev K.L., Larionov A.Ye. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2019, No. 6, pp. 4-12.
