静态密封定子励磁超导电机

超导电机具有功率/转矩密度高、效率高等优势，在海上风力发电、船舶推进、大功率工业传动等领域具有广阔的应用前景。现有超导电机存在动态密封转子励磁和静态密封定子励磁两种主要类型。在动态密封超导电机领域，欧美国家研究较早，已掌握关键技术，处于领跑位置。而近年来由本项目团队提出的原创性定子励磁型静态密封超导电机规避了动态密封超导电机的诸多缺点，综合优势更为明显，为开发下一代大功率直驱电机提供了新的技术途径。

创新点

1、充分结合直流超导磁体与定子励磁型无刷电机的优势，提出了静态密封定子励磁超导电机，为大功率直驱电机提供了新的技术途径。

2、提出了一种多平台数据传递的超导电机多目标优化技术，将人工智能技术应用于电机优化以解决多约束条件下的多目标优化问题。

3、提出了空间分离、高低频谐波分层抑制的复合式电磁屏蔽措施，解决了复杂交变外磁场会减弱超导绕组电磁性能的难题，保证了超导电机安全可靠运行。

该项成果主要应用于新能源发电、绿色交通电驱动系统、电网、工业传动。

第一代：100kW 超导样机，风光互补海岸微网系统（低速直驱），船舶游艇、观光船等小型船舶电驱动系统（中速），石油、天然气等资源开采的钻井顶驱系统（低速直驱）；

第二代：1-3MW，陆上风电（低速直驱），科考船、执法船等中型船舶电驱动系统，高速高功率密度航空发电机系统、电推进系统（高速）；

第三代，10MW 以上，大容量海上直驱风力发电系统（低速直驱），LNG 大型运输船、舰船等大型船舶电驱动系统，航空发电机。

以海上风电为例，2009 年国家能源局印发了《海上风电场工程规划工作大纲》，中国海风时代正式拉开序幕，2014 年政策大力扶持，海风补贴电价高达 0.85 元/kWh，2019年开始改为竞价上网，补贴电价下调至 0.75-0.8 元/kWh 之间，而 2022 年后新增并网海上风电项目将不再享有国家补贴，全面进入到平价时代。从 2011—2020 年过去十年中国海风发展来看，行业复合增速达到了 44.7%，2021 年前三季度中国海上风电新增装机达到了历史新高的 3.82GW，中国海风行业保持了高速发展。从全球风机竞争格局来看，前五位的维斯塔斯、金风、GE、远景、西门子歌美飒市占率分别为 15%、13%、11%、10%和 8%，CR5 为 57%，出现这种情况的主要原因是国内外资品牌市占率逐步下降，份额让给中国厂商，而中国风机厂商又很难出海，份额又难以在全球范围内进一步提升。从行业集中度来看，两次抢装年（2015 年和 2020 年）都会导致行业集中度有所下降，但国内风机行业集中度仍较高，国内 CR3 接近 50%，CR5 达到了 67%。

项目团队的主要业务为静态密封定子超导电机，而国内外关于超导电机的研究基本均处于实验室研究和工程样机，因此目前尚不存在超导电机的行业竞争对比数据。但可以预料的是，随着项目团队研发的静态密封定子超导电机推广应用，势必会抢先占据市场。