本文關(guān)鍵詞：各向同性高溫超導(dǎo)股線機械特性研究

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【摘要】：隨著高溫超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體ReBCO CC在相關(guān)性能上如臨界電流、各向異性等有了巨大的進步,使得運用高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體制作電力設(shè)備如超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)發(fā)電機等成為可能。另外,利用超導(dǎo)帶材制作高電流密度的超導(dǎo)導(dǎo)體的研究也在如火如荼的展開,已提出多種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)如TSTC、CORC、Roebel Cable等。本文提出了一種基于第二代高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的新型股線結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)具有各向同性的特點,首先介紹了股線的基本結(jié)構(gòu),闡明了股線內(nèi)部超導(dǎo)帶材的排列方式以及制作方法,敘述了金屬填充物的基本規(guī)格以及金屬包套的加工方案,然后,介紹了超導(dǎo)股線端部處理方法。根據(jù)各向同性高溫超導(dǎo)股線的結(jié)構(gòu)特點,按照等比例原則建立起股線的磁場仿真模型,分析了股線橫截面的磁場分布,并計算了股線內(nèi)部超導(dǎo)線芯的電感分布,并建立計算模型求得股線在自場下的臨界電流,搭建實驗平臺,測量實驗樣品股線臨界電流加以驗證。對股線的拉伸特性以及彎曲特性進行研究,通過實驗測量不同拉力下股線的臨界電流變化情況,確定股線的臨界拉伸應(yīng)力；彎曲特性的研究首先針對股線結(jié)構(gòu)分析在股線彎曲時其內(nèi)部帶材的彎曲情況,建立了帶材測量彎曲的應(yīng)變模型,通過實驗測量帶材在彎曲狀態(tài)下的臨界彎曲半徑,最后針對股線作彎曲實驗,得到股線的臨界彎曲半徑。股線的交流損耗可以通過扭絞技術(shù)降低,但是若扭矩過小,超導(dǎo)材料的臨界電流會降低,首先對單根超導(dǎo)帶材進行了扭絞幾何建模,計算其扭絞應(yīng)變,并設(shè)計了一種扭絞模具確保扭絞實驗的準確性,通過實驗測量超導(dǎo)帶材的臨界電流以得出帶材的臨界扭矩；最后對超導(dǎo)股線進行扭絞實驗,分析出股線的臨界扭矩,為股線在未來的實際應(yīng)用中提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：高溫超導(dǎo)體 高溫超導(dǎo)股線 臨界電流 機械特性 彎曲特性 拉伸特性 扭矩
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM26
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及目的和意義10-11
• 1.2 高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體11-12
• 1.3 高電流密度超導(dǎo)導(dǎo)體研究研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 TSTC超導(dǎo)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)12-13
• 1.3.2 Roebel Cable13-14
• 1.3.3 CORC14
• 1.3.4 Flat Cable14-15
• 1.3.5 高溫超導(dǎo)電纜15
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 各向同性高溫超導(dǎo)股線設(shè)計與制作17-26
• 2.1 各向同性高溫超導(dǎo)股線的設(shè)計17-18
• 2.2 各向同性高溫超導(dǎo)股線的制作過程18-25
• 2.2.1 各項同性高溫超導(dǎo)股線超導(dǎo)線芯的制作18-20
• 2.2.2 鋁箔及金屬填充物20-21
• 2.2.3 金屬包套的制作與加工21-22
• 2.2.4 超導(dǎo)股線的銅端子及電流接頭的制作22-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 各向同性高溫超導(dǎo)股線的臨界電流特性研究26-36
• 3.1 臨界電流的計算26-30
• 3.1.1 高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體的仿真模型26
• 3.1.2 各向同性高溫超導(dǎo)股線的電磁仿真26-28
• 3.1.3 各向同性高溫超導(dǎo)股線的電感分布計算28-29
• 3.1.4 各向同性高溫超導(dǎo)股線的臨界電流計算29-30
• 3.2 超導(dǎo)股線的臨界電流測試30-33
• 3.2.1 實驗電路30-32
• 3.2.2 臨界電流測試實驗32-33
• 3.3 臨界電流實驗結(jié)果分析33-35
• 3.3.1 實驗數(shù)據(jù)33
• 3.3.2 接觸電阻處理33-34
• 3.3.3 測量結(jié)果分析34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 各向同性高溫超導(dǎo)股線的拉伸特性及彎曲特性研究36-48
• 4.1 高溫超導(dǎo)股線的拉伸特性36-39
• 4.1.1 高溫超導(dǎo)股線的拉伸實驗36-38
• 4.1.2 拉伸實驗結(jié)果分析38-39
• 4.2 高溫超導(dǎo)股線的彎曲特性39-47
• 4.2.1 股線彎曲的理論分析39-41
• 4.2.2 帶材側(cè)向彎曲實驗41-43
• 4.2.3 股線彎曲實驗43
• 4.2.4 實驗結(jié)果43-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第5章 各向同性高溫超導(dǎo)股線的扭絞特性研究48-58
• 5.1 扭絞應(yīng)變建模48-49
• 5.2 帶材扭絞實驗49-54
• 5.2.1 帶材扭絞模具的設(shè)計與加工49-51
• 5.2.2 帶材扭絞實驗51-52
• 5.2.3 帶材扭絞實驗結(jié)果52-53
• 5.2.4 帶材扭絞實驗結(jié)果與計算結(jié)果對比53-54
• 5.3 各向同性高溫超導(dǎo)股線扭絞實驗54-56
• 5.3.1 股線扭絞模具的設(shè)計與加工54-55
• 5.3.2 各向同性高溫超導(dǎo)股線扭絞實驗55-56
• 5.3.3 股線扭絞實驗結(jié)果56
• 5.4 本章小結(jié)56-58
• 第6章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及項目參與情況64-65
• 致謝65

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本文編號：1083319