負荷加載階段的數值模擬結果表明,在給定流量條件下,負荷加載時超導線圈的溫度波動比銅線圈劇烈;在流量不變的條件下,負荷量的增加導致超導線圈溫度的升高,線圈的高溫度與負荷呈線性關系;在負荷不變的條件下,增加流量會降低超導線圈的高溫度,在流量從11.5L/min增加到13.5L/min時,負荷20W的超導線圈高溫度從74.3K降低到73.6K,負荷40W的超導線圈高溫度從79.6K降低到78.7K,因此,接下來選取20W至40W作為研究對象。對同一負荷在不同流量下的超導線圈的溫度場進行數值模擬,得到流量高溫度之間的線性關系,為了確保高溫超導電機能夠正常工作而不出現失超,設定超導線圈的高溫度不超過77K,在負荷分別為20W、25W、30W、35W、40W時所對應的過冷液氮的流量分別為5L/min、9.09L/min、14.71L/min、17.24L/min、23.53L/min。為了保證超導線圈的溫度不超過77K,最后得到在20W到40W之間,負荷與流量呈線性關系,其表達式為Y=0.9X-13,這一規律為負荷加載過程中的流量調節提供了依據。
車用永磁發電機和相同規格的勵磁發電機相比,效率至少提高12%,功率密度至少提高15%。因為車用發電機的工作轉速通常在l000r/min?10000r/min之間,車用永磁發電機的磁場又不可調節,致使發電機的輸出電壓波動范圍較大,如何在設計過程中盡量減小發電機髙速運行時的輸出電壓波動,減輕電子穩壓控制線路的負擔,這對永磁發電機而言尤為嚴重,更增加了開發車用永磁發電機的難度。另外同樣是由于永磁發電機的磁場不可調節,使得永磁發電機在高速運行時,鐵耗增大,發電機發熱嚴重、溫升過高、可靠性降低,這是開發永磁發電機另一個值得注意的問題。在開發車用永磁發電機時既要提高低速運行時發電機的利用效率,又要降低高速運行時的輸出電壓和損耗,使發電機在整個轉速范圍內都得到較好的電氣性能。
在進行發電機設計時,需要確定發電機的額定工作轉速特別是對于永磁式車用環球電機而言,額定工作轉速的確定至關重要,因為車用發電機的轉速通常在汽車的行駛過程中變化不定,因此額定轉速的確定,必須從發電機在整個轉速范圍內的利用程度和效率以及高工作轉速區間來綜合考慮。從發電機的利用程度和車中用電設備的需求來講,發電機的額定轉速選的越低越好,因為發電機的額定轉速越低,汽車在中、低速,特別是低速行駛甚至怠速時,發電機便能工作在零電流轉速(即三相交流發電機達到額定電壓,但并不輸出電流時的轉速)以上,輸出較大的功率,可以給蓄電池和車內用電設備供電,提髙發電機的利用效率,但是,眾所周知,相同容量的發電機,其體積和重量與轉速近似是成反比關系的,因此,容量一定的發電機,額定轉速低時,其體積和重童都會增加,這不適合車用發電機的要求,因為車用發電機的安裝空間有限,希望體積越小越好;更重要的是額定轉速較低的發電機,在高速(如6000r/min以上)運行時,其性能便會很差因此,對車用永磁發電機額定工作轉速的選取,需要分析發電機的常在的工作轉速區間,既要充分考慮發電機的利用效率,又要考慮到發電機的高速運行性能。