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Numerical modeling and characterization of high-temperature superconductor coils for electrical machines

Vargas-Llanos, Carlos Roberto 1
1 Institut für Technische Physik (ITEP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Die aktuelle Kapazität von Hochtemperatursupraleitern (HTS) hat verschiedene Anwendungen in elektrischen Energiesystemen gefördert. Im Bereich der erneuerbaren Energien haben der weltweit steigende Energieverbrauch und die Energiewende die Forschung zu supraleitenden Generatoren für Windturbinen stark vorangetrieben, wo HTS die Leistungsdichte in Richtung besserer Multi-Megawatt-Lösungen erhöhen könnten. Trotz ihres Gleichstromwiderstands von Null können bei HTS unter zeitlich wechselndem Transportstrom oder Magnetfeld Verluste eintreten. Diese Verluste können bei den meisten HTS-Anwendungen entscheidend sein, da sie den Bedarf an Kühlleistung und den Gesamtwirkungsgrad der Maschine beeinflussen. ... mehr

Abstract (englisch):

The current capacity of high-temperature superconductors (HTS) has encouraged several applications in electric power systems. In the renewable energy sector, the increasing worldwide energy consumption and energy transition have driven strong research on superconducting generators for wind turbine applications, where HTS could increase power density towards better multi-megawatt solutions. Despite their zero direct current (DC) resistance, HTS experience energy dissipation under time-changing transport current or magnetic field. These losses can be decisive in most HTS applications since they influence the cooling power requirements and the overall efficiency of the machine. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000158562
Veröffentlicht am 15.05.2023
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Technische Physik (ITEP)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 15.05.2023
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000158562
HGF-Programm 38.05.03 (POF IV, LK 01) High Temperature Superconductivity
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang xvii, 151 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik (ETIT)
Institut Institut für Technische Physik (ITEP)
Prüfungsdatum 24.04.2023
Projektinformation BMWK, 03EE3010D
Schlagwörter Superconducting generator, T-A formulation, 3D modeling, homogenization, AC losses, high-temperature superconductors, superconducting coil, calorimetric method.
Referent/Betreuer Grilli, Francesco
Sirois, Frédéric
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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