高溫超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電動(dòng)式磁懸浮的研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電動(dòng)式磁懸浮具有可以靜止懸浮、不需要反饋控制的優(yōu)點(diǎn)，但永磁旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電動(dòng)式磁懸浮（磁輪）重量大、具有機(jī)械損耗和噪聲。常導(dǎo)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電動(dòng)式磁懸浮也存在通流能力差、產(chǎn)生懸浮力有限的問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出了一種高溫超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電動(dòng)式磁懸浮系統(tǒng)方案，并圍繞該系統(tǒng)的電磁機(jī)理、力特性、超導(dǎo)交流損耗，設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行研究。
　　建立了高溫超導(dǎo)懸浮電機(jī)氣隙磁場(chǎng)二維解析模型。該模型可計(jì)算電機(jī)內(nèi)部任意位置的磁場(chǎng)分布。利用該模型，分析了轉(zhuǎn)差率、

2、電流幅值、頻率等參數(shù)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響。研究表明，增大電流幅值、頻率可有效增大電機(jī)氣隙磁場(chǎng)。建立了高溫超導(dǎo)懸浮電機(jī)懸浮力和水平力的解析模型。分析了輸入電流幅值、頻率、轉(zhuǎn)差率、次級(jí)厚度等參數(shù)對(duì)電機(jī)力特性的影響;分析了次級(jí)導(dǎo)體板移出時(shí)、中部有縫隙時(shí)、初級(jí)與次級(jí)不平行時(shí)電機(jī)的輸出力特性。分析結(jié)果表明，提高電流幅值、頻率、轉(zhuǎn)差率等參數(shù)可以有效提高電機(jī)懸浮力。同時(shí)，高溫超導(dǎo)懸浮電機(jī)在平行布置的感應(yīng)板上懸浮，具有水平方向的穩(wěn)定性。
　　針對(duì)高溫

3、超導(dǎo)材料存在顯著的磁場(chǎng)依賴性和各向異性的問(wèn)題，建立了高溫超導(dǎo)懸浮電機(jī)初級(jí)鐵心槽內(nèi)部磁場(chǎng)分布解析模型。利用有限元法和解析法計(jì)算了槽尺寸、線圈尺寸對(duì)高溫超導(dǎo)線圈內(nèi)部磁場(chǎng)的影響并總結(jié)出規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，增大槽寬可有效降低線圈受到的垂直磁場(chǎng)進(jìn)而可提高線圈的臨界電流。建立了高溫超導(dǎo)帶材的交流損耗一維計(jì)算模型。計(jì)算了不同n值、不同頻率條件下高溫超導(dǎo)帶材的交流損耗。利用計(jì)算結(jié)果，首次在帶狀模型下驗(yàn)證了標(biāo)度定律的正確性。
　　建立了高溫超導(dǎo)材料

4、的交流損耗二維計(jì)算模型。模型考慮了磁場(chǎng)依賴性和各向異性，分析了高溫超導(dǎo)準(zhǔn)堆疊模型和線圈模型中的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)及其影響因素。分析結(jié)果表明，采用雙層結(jié)構(gòu)可提高線圈的臨界電流;增大線圈半徑，可降低線圈的單位長(zhǎng)度交流損耗。
　　建立了高溫超導(dǎo)線圈臨界電流和交流損耗測(cè)試平臺(tái)，完成高溫超導(dǎo)線圈的臨界電流和交流損耗測(cè)試。測(cè)試結(jié)果與計(jì)算結(jié)果基本一致，滿足工程要求。
　　研制了高溫超導(dǎo)懸浮電機(jī)及其測(cè)試平臺(tái)。電機(jī)采用變槽寬設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方案可有效降