高溫超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)磁場電動式磁懸浮的研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)磁場電動式磁懸浮具有可以靜止懸浮、不需要反饋控制的優(yōu)點，但永磁旋轉(zhuǎn)磁場電動式磁懸?。ù泡啠┲亓看?、具有機(jī)械損耗和噪聲。常導(dǎo)旋轉(zhuǎn)磁場電動式磁懸浮也存在通流能力差、產(chǎn)生懸浮力有限的問題。針對這些問題，本文提出了一種高溫超導(dǎo)旋轉(zhuǎn)磁場電動式磁懸浮系統(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)氣隙磁場二維解析模型。該模型可計算電機(jī)內(nèi)部任意位置的磁場分布。利用該模型，分析了轉(zhuǎn)差率、

2、電流幅值、頻率等參數(shù)對氣隙磁場的影響。研究表明，增大電流幅值、頻率可有效增大電機(jī)氣隙磁場。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、次級厚度等參數(shù)對電機(jī)力特性的影響;分析了次級導(dǎo)體板移出時、中部有縫隙時、初級與次級不平行時電機(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，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。
　　針對高溫

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

4、的交流損耗二維計算模型。模型考慮了磁場依賴性和各向異性，分析了高溫超導(dǎo)準(zhǔn)堆疊模型和線圈模型中的磁場分布特點及其影響因素。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試平臺，完成高溫超導(dǎo)線圈的臨界電流和交流損耗測試。測試結(jié)果與計算結(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)及其測試平臺。電機(jī)采用變槽寬設(shè)計，該設(shè)計方案可有效降