郑 征，邹 瑾，胡 迪

(1．河南理工大学，河南焦作454000;2．剑桥大学，英国剑桥，CB2 1TN)

0 引 言

超导电机的设计始于19 世纪60 年代，当时超导电机的转子主要采用低温超导线圈。虽然低温超导材料具有高功率密度的特性，并因此吸引了军方的兴趣，但是复杂笨重的制冷系统和它所引发的高功率损失却限制了低温超导的商业化进程。高温超导材料在20 世纪90 年代被成功发现，其工作温度从4 K 提高到了30 K，它在临界温度以下具有零电阻特性，其载流能力远远优于普通铜导线，具有重量轻、体积小、效率高、单机极限容量大等优点［1－2］。另外高温超导材料具有强磁场等特性，因而高温超导电机更加适合应用在大功率的场合，如大型船舶与风电，尤其在军用和商用船只应用中，高温超导电机有着巨大的潜力［3］。

在船航行的过程中，电机大部分情况是工作在低功率情况下。只有极少数情况，船只需要全速航行。因此，如果在船只运行中，尤其在低速条件下，电机都能保持高效率，将是船用电机的理想选择［4－5］。而常规电机往往只能在高速情况下保持高效率。与常规电机相比，由于高磁场和高电流的特性，高温超导电机能产生更大的转矩。而高温超导电机无论在低速还是高速情况下，都保持极高的效率，因此，高温超导电机将是船用电机最理想的选择。同时，由于高温超导电机的大功率密度，电机的体积和重量都将只是常规电机的1 /2 或1 /3［6］。对于军用船只来说，更轻的重量保证了船的最高速度可以得到提高，同时可以使得船只配载更多的武器，保证更强的火力。……