本文關(guān)鍵詞：無鐵磁基帶高溫超導電纜模型交流損耗測量與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著材料科學、制冷技術(shù)等多方面的快速發(fā)展,超導技術(shù)尤其是高溫超導應(yīng)用前景越來越廣闊。超導電力應(yīng)用包括超導限流器、超導輸電電纜、超導電機等多種新型電力設(shè)備,其相較于傳統(tǒng)電力設(shè)備具有獨特的優(yōu)勢。由于單根超導帶材臨界電流限制,在應(yīng)用過程中通常是多根超導帶材共同使用,以提高載流、傳輸功率能力,高溫超導電纜就是其中之一。然而超導電纜在傳輸電能過程中產(chǎn)生交流損耗,這將極大地影響其工作過程中的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性,如何準確測量超導電纜的交流損耗、確定配套制冷系統(tǒng)的容量以及研究電纜中超導帶材間磁場的影響,減小整體交流損耗是超導電纜實際應(yīng)用和運行的必要條件。本課題將從實驗測量和仿真分析兩個角度共同研究超導電纜交流損耗。文章首先制作五邊形單層超導電纜模型,測量其每周期交流損耗,測量值與單根損耗比較,分析損耗變化情況。與此同時,利用有限元仿真軟件,搭建仿真模型,數(shù)值計算交流損耗,與實驗值相比較,驗證可行性。在此基礎(chǔ)上,課題測量并仿真在有直流偏置下的超導電纜的交流損耗,分析直流偏置對電纜交流損耗影響。之后,完成五邊形雙層超導電纜模型,研究層間磁場對整體交流損耗的影響以及損耗變化趨勢。同時,對雙層超導電纜在傳輸含有直流偏置電流的損耗變化規(guī)律進行研究。課題還將對雙層十邊形的超導電纜交流損耗進行研究,分析層間電流分布、電纜帶材間距及層間距離對電纜損耗的影響。實驗測量及數(shù)值計算結(jié)果表明,課題搭建的數(shù)值仿真模型與測量結(jié)果相一致,能夠準確有效地指導實驗?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計以達到減小交流損耗的目的:對于五邊形單層電纜而言,其交流損耗較單根帶材交流損耗有所減少;對于多層結(jié)構(gòu)電纜,減小同一層帶材間隙以及增大層間距離可以有效減小整體損耗。本課題的結(jié)論將為超導電纜的設(shè)計提供重要依據(jù),以實現(xiàn)性能和成本的最優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：高溫超導電纜 交流損耗 直流偏置 有限元仿真
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM249.7
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 超導技術(shù)簡介12-17
• 1.1.1 超導體電磁特性12-15
• 1.1.2 第一類和第二類超導體15-16
• 1.1.3 高溫超導體16-17
• 1.2 超導交流損耗基本特性17-19
• 1.2.1 超導交流損耗分類及特性17-18
• 1.2.2 交流損耗理論研究公式18-19
• 1.3 高溫超導電纜19-24
• 1.3.1 高溫超導電纜簡介19-22
• 1.3.2 高溫超導電纜發(fā)展及現(xiàn)狀22-24
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排24-26
• 第二章 高溫超導交流損耗仿真及實驗方法26-40
• 2.1 超導宏觀模型26-29
• 2.1.1 Bean模型26-27
• 2.1.2 Kim模型27-29
• 2.1.3 E-J指數(shù)模型29
• 2.2 基于有限元方法仿真超導模型29-33
• 2.2.1 仿真軟件介紹30
• 2.2.2 超導模型仿真H方程式30-31
• 2.2.3 超導交流損耗計算基礎(chǔ)仿真模型建立31-33
• 2.3 超導交流損耗測量系統(tǒng)33-38
• 2.3.1 測量方法介紹33-34
• 2.3.2 交流損耗測量系統(tǒng)34-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 YBCO高溫超導電纜模型交流損耗40-58
• 3.1 五邊形單層超導電纜模型交流損耗40-47
• 3.1.1 實驗測量交流損耗41-44
• 3.1.2 仿真模型搭建44-45
• 3.1.3 實驗值與仿真值比較及結(jié)果討論45-47
• 3.2 五邊形雙層超導電纜模型交流損耗47-53
• 3.2.1 實驗測量交流損耗48-51
• 3.2.2 實驗測量值與仿真值比較及結(jié)果討論51-53
• 3.3 直流偏置下的單、雙層電纜損耗53-57
• 3.3.1 直流偏置下的單、雙層電纜損耗測量53-55
• 3.3.2 仿真模型及結(jié)果對比55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 BSCCO高溫超導電纜模型交流損耗58-69
• 4.1 十邊形雙層電纜仿真模型搭建58-62
• 4.2 不同層間電流分布實驗與仿真結(jié)果對比62-64
• 4.3 雙層超導電纜交流損耗影響因素64-68
• 4.3.1 層間距離64-65
• 4.3.2 帶材間距65-66
• 4.3.3 層間電流分布66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 主要工作與創(chuàng)新點69-70
• 5.2 后續(xù)研究工作70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文77-80
• 上海交通大學碩士學位論文答辯決議書80

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  本文關(guān)鍵詞：無鐵磁基帶高溫超導電纜模型交流損耗測量與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：314434