Сверхпроводниковый трансформатор готов к установке на высокоскоростной подвижной
2007, Tом 4, выпуск 5
Тематика: ВТСП устройства
Специалистами японского научно-исследовательского института железнодорожной техники, при поддержке Министерства Природы, Инфраструктуры и Транспорта Японии, был спроектирован и изготовлен опытный образец сверхпроводникового тягового трансформатора (рис. 3), предназначенного для установки на высокоскоростной подвижной состав.
Рис. 3. Сверхпроводниковый тяговый трансформатор.
Номинальная мощность сверхпроводникового трансформатора составляет 4 МВА, рабочие на-пряжения 25 кВ и 1,2 кВ. Обмотки трансформатора намотаны из ВТСП ленты на основе Bi-2223 в серебряной матрице. Для охлаждения обмоток до температуры 66 К используется криокулер. Так как трансформатор работает совместно с преобразовательным агрегатом (включающим в себя регулятор частоты и фазорасщепитель) питающим асинхронный тяговый электродвигатель, ток в его обмотках имеет несинусоидальный характер, что накладывает дополнительные требования на тепловыделения, связанные с потерями в сверхпроводниковых обмотках и магнитопроводе. Для снижения нагрузки на систему криогенного обеспечения, трансформатор выполнен по схеме с «теплым» (т.е. находящимся при комнатной температуре) магнитопроводом. Чтобы снизить потери в обмотках была специально оптимизирована конструкция транспонированного ВТСП проводника. Сверхпроводниковый трансформатор прошел полный цикл испытаний, включающий в себя: опыт холостого хода, опыт короткого замыкания, высоковольтные испытания, работу под нагрузкой и испытания на вибростенде, имитирующем колебания характерные для высокоскоростных поездов курсирующих по линии Шинкансен, где планируется использовать трансформатор. Потери холостого хода трансформатора составили 0,71 кВт, потери при номинальной нагрузке 6,2 кВт, а его КПД составило 99.8%. Сверхпровод-никовый трансформатора имеет массу около 2 тонн.