本文關(guān)鍵詞：高溫超導磁體的電磁熱分析方法

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【摘要】：超導磁體的電磁熱穩(wěn)定性直接影響超導裝置以及含超導裝置電磁系統(tǒng)(如電力系統(tǒng))的運行特性。高溫超導體的電磁特性與溫度、電流、磁場矢量相關(guān)并表現(xiàn)出明顯的非線性,因此,高溫超導磁體的穩(wěn)定性分析極其復雜,必須綜合考慮電流、磁場、溫度以及磁體內(nèi)部熱量、冷卻條件等多種因素。本文研究了影響高溫超導磁體電磁、熱穩(wěn)定性的交流損耗分析方法,高溫超導磁體電感與電流、磁場、溫度的相關(guān)關(guān)系,探討了減小高溫超導磁體內(nèi)部熱量的電流引線漏熱優(yōu)化設計方法、超導導線接頭電阻焊接技術(shù)等關(guān)鍵問題,并進行了實驗驗證。具體內(nèi)容如下:(1)建立了不同帶材特性下的交流損耗計算模型,使用該模型分析了不同交流幅值下高溫超導雙餅中的損耗大小;構(gòu)建了有限元方法電磁熱分析直接耦合模型,并使用該模型計算并分析了不同制冷條件下磁體的溫度分布,為評估高溫超導磁體的電磁熱穩(wěn)定性奠定了基礎。(2)研究了提高高溫超導磁體電磁熱穩(wěn)定性的相關(guān)技術(shù),提出了使用分磁環(huán)減小儲能磁體交流損耗的方法,該方法考慮了磁儲能系統(tǒng)運行時的電流形態(tài),能夠有效抑制磁體損耗;改進了電流引線的優(yōu)化設計方法,制作了額定電流為250A的二元電流引線;開發(fā)了可保證工程實踐中低電阻導線接頭焊接一致性的超導帶材壓力焊接機;探討了無絕緣高溫超導磁體的基礎特性,無絕緣磁體可能提升直流高溫超導磁體熱穩(wěn)定性。(3)采用電磁熱耦合模型,并考慮磁場在高溫超導導線中的穿透特性,分析了在不同溫度、不同載流條件下高溫超導磁體的電感變化特性,其研究成果對高溫超導磁體電感的設計具有指導意義。
【關(guān)鍵詞】：高溫超導磁體 電磁熱分析 熱穩(wěn)定 交流損耗 分磁環(huán) 電感變化
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM26
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究概況11-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 基礎理論和分析技術(shù)15-23
• 2.1 超導體的基本性質(zhì)15-16
• 2.2 高溫超導帶材16-21
• 2.3 有限元軟件21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 3 高溫超導磁體的電磁熱分析的方法23-47
• 3.1 磁場計算23-27
• 3.2 交流損耗計算27-39
• 3.3 傳熱計算39-41
• 3.4 電磁熱耦合計算41-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 提高磁體熱穩(wěn)定性的手段47-63
• 4.1 減小引線漏熱47-51
• 4.2 降低交流損耗51-57
• 4.3 減小接頭電阻57-60
• 4.4 采用無絕緣磁體60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 5 磁體電磁熱分析63-86
• 5.1 高溫超導磁體電感和溫度的關(guān)系63-68
• 5.2 高溫超導環(huán)形磁體68-79
• 5.3 高溫超導無絕緣背景場磁體79-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 6 總結(jié)與展望86-88
• 6.1 全文總結(jié)86-87
• 6.2 下一步的工作87-88
• 致謝88-90
• 參考文獻90-96
• 附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文96-98
• 附錄2 攻讀碩士學位期間參與申請的專利98-99
• 附錄3 攻讀碩士學位期間參與的項目99

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本文編號：729220