高溫超導(dǎo)脈沖變壓器是電感儲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)脈沖變壓器的儲能密度,降低脈沖功率電源的成本。設(shè)計了采用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,計算并分析了結(jié)構(gòu)對脈沖變壓器耦合系數(shù)和超導(dǎo)線圈儲能密度的影響。仿真結(jié)果表明,當帶材總量一定,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)線圈儲能密度最大。 

【文章來源】：低溫與超導(dǎo). 2020,48(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【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，相對圓形線圈可能具有更高的儲能密度。因此，本文設(shè)計了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型曲線的簡化模型設(shè)計[18]，利用一個直線段和三個圓弧線圈簡單拼接替代復(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[17]，多用于高溫超導(dǎo)儲能磁體和超導(dǎo)電機的設(shè)計中[18-20]。本文采用跑道型線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計了高溫超導(dǎo)脈沖變壓器，其模型如圖3(a）所示。該線圈為兩個直線段和兩個半圓弧段拼接而成，如圖3(b）所示，上下兩個部分是內(nèi)半徑為r，外半徑為R的半圓，中間部分是兩個直線段，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】：
期刊論文
[1]基于高溫超導(dǎo)帶材特性測量的跑道型磁體設(shè)計[J]. 方樂樂,方進.  低溫與超導(dǎo). 2018(12)
[2]基于超導(dǎo)脈沖變壓器的連續(xù)脈沖電源模塊化研究[J]. 張濤,李海濤,李震梅,王艷萍,翟蕾,胡元潮.  低溫與超導(dǎo). 2018(07)
[3]高儲能密度電感的設(shè)計[J]. 李臻,于歆杰.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(13)
[4]基于Ansoft的Bi系高溫超導(dǎo)磁體臨界電流的仿真計算[J]. 李海濤,魏佩瑜,劉萬強,王榮印,王欽冰,張昆.  低溫物理學(xué)報. 2016(01)
[5]用于電磁發(fā)射的電感儲能型脈沖電源的研究現(xiàn)狀綜述[J]. 馬山剛,于歆杰,李臻.  電工技術(shù)學(xué)報. 2015(24)
[6]D型2G高溫超導(dǎo)雙餅線圈的研制與實驗[J]. 瞿青云,馬媛媛,劉華軍,陳敬林,陳環(huán)宇.  低溫工程. 2014(06)
[7]無絕緣高溫超導(dǎo)跑道型磁體設(shè)計[J]. 張意,唐躍進,鄧序之,劉豪,任麗.  低溫與超導(dǎo). 2014(10)
[8]高溫超導(dǎo)環(huán)向場D型磁體的應(yīng)力分析[J]. 劉豪,唐躍進,張意,鄧序之,任麗.  低溫與超導(dǎo). 2014(09)
[9]高溫超導(dǎo)環(huán)向場D型線圈的電磁設(shè)計[J]. 劉豪,唐躍進,任麗,鄧序之,張意.  低溫與超導(dǎo). 2014(05)
[10]基于超導(dǎo)儲能脈沖變壓器的多模塊脈沖電源設(shè)計[J]. 李海濤,桂志興,羅文博,王豫.  低溫與超導(dǎo). 2012(08)



本文編號：3604274