高溫超導(dǎo)脈沖變壓器是電感儲(chǔ)能型脈沖功率電源的重要設(shè)備之一,在脈沖功率技術(shù)中有良好的發(fā)展前景。選擇合理的線圈結(jié)構(gòu),能提升超導(dǎo)脈沖變壓器的儲(chǔ)能密度,降低脈沖功率電源的成本。設(shè)計(jì)了采用D型、跑道型線圈的單模塊超導(dǎo)脈沖變壓器,利用有限元仿真軟件Ansys EM建立了三種結(jié)構(gòu)超導(dǎo)變壓器的模型,計(jì)算并分析了結(jié)構(gòu)對(duì)脈沖變壓器耦合系數(shù)和超導(dǎo)線圈儲(chǔ)能密度的影響。仿真結(jié)果表明,當(dāng)帶材總量一定,圓環(huán)形線圈和D型線圈單模塊超導(dǎo)脈沖變壓器的儲(chǔ)能容量和耦合系數(shù)較高,跑道型線圈較低;考慮線圈中心空氣域,D型線圈變壓器的超導(dǎo)線圈儲(chǔ)能密度最大。 

【文章來(lái)源】：低溫與超導(dǎo). 2020,48(01)北大核心

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【部分圖文】：

圓環(huán)形高溫超導(dǎo)脈沖變壓器線圈結(jié)構(gòu)

D型超導(dǎo)線圈被世界上各大型托克馬克磁體采用[16],D型線圈尺寸較小，相對(duì)圓形線圈可能具有更高的儲(chǔ)能密度。因此，本文設(shè)計(jì)了D型線圈結(jié)構(gòu)的高溫超導(dǎo)脈沖變壓器，其模型如圖2(a）所示。其中線圈按照D型曲線的簡(jiǎn)化模型設(shè)計(jì)[18]，利用一個(gè)直線段和三個(gè)圓弧線圈簡(jiǎn)單拼接替代復(fù)雜的D型曲線[11]，如圖2(b）所示，線圈的右邊部分為內(nèi)半徑為r2，外半徑為R2的半圓，左上部分和左下部分為內(nèi)半徑r1，外半徑為R1的四分之一圓，中間部分為一個(gè)直線段。線圈的其他參數(shù)設(shè)置與圓環(huán)形線圈相同。2.3 跑道型線圈結(jié)構(gòu)

常見(jiàn)的超導(dǎo)線圈還有跑道型結(jié)構(gòu)，與圓形超導(dǎo)線圈相比，跑道型超導(dǎo)線圈能產(chǎn)生更加均勻、且均勻范圍更大的磁場(chǎng)[17]，多用于高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體和超導(dǎo)電機(jī)的設(shè)計(jì)中[18-20]。本文采用跑道型線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了高溫超導(dǎo)脈沖變壓器，其模型如圖3(a）所示。該線圈為兩個(gè)直線段和兩個(gè)半圓弧段拼接而成，如圖3(b）所示，上下兩個(gè)部分是內(nèi)半徑為r，外半徑為R的半圓，中間部分是兩個(gè)直線段，線圈的其他參數(shù)設(shè)置與圓環(huán)形線圈相同。2.4 帶材選擇

【參考文獻(xiàn)】：
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