多根鐵磁基帶高溫超導(dǎo)帶材的交流損耗分析與測量研究.pdf

1、隨著研究的深入,超導(dǎo)電力設(shè)備已經(jīng)具備了實(shí)際應(yīng)用前景。超導(dǎo)帶材的交流損耗特性直接影響到超導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)、安裝,并與裝置的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性息息相關(guān)。大型超導(dǎo)電力設(shè)備往往需要多根、長距離的超導(dǎo)帶材來滿足額定電流、電壓和功率的要求。因此,有必要對(duì)于超導(dǎo)帶材多根排列時(shí)的交流損耗進(jìn)行研究。另一方面,由鐵磁材料構(gòu)成的基帶在第二代高溫超導(dǎo)帶材中被廣泛地使用。鐵磁基帶因其導(dǎo)磁性會(huì)改變空間磁場分布,也會(huì)間接地對(duì)帶材的交流損耗產(chǎn)生影響,所以針對(duì)含有鐵磁基帶的

2、超導(dǎo)帶材交流損耗的研究就體現(xiàn)出其價(jià)值和意義。本文主要完成了以下工作:
　　(1)基于有限元法,搭建了鐵磁基帶高溫超導(dǎo)帶材的交流損耗數(shù)值仿真模型。本文采用了H方程和E-J指數(shù)模型對(duì)交流損耗進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)為了計(jì)算超導(dǎo)帶材中鐵磁基帶部分的交流損耗,本文考慮了鐵磁材料在液氮環(huán)境中的相對(duì)磁導(dǎo)率變化以及功率特性。
　　(2)基于電測法搭建了超導(dǎo)帶材的交流損耗測試系統(tǒng)。本文從不同角度出發(fā),驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)的有效性,探討了不同補(bǔ)償程度、電

3、壓引線排布以及電流頻率對(duì)于交流損耗測量結(jié)果的影響。
　　(3)實(shí)驗(yàn)測量并仿真計(jì)算了雙根、三根鐵磁基帶高溫超導(dǎo)帶材在水平排列時(shí)的交流損耗。本文在考慮電流流向?qū)τ诮涣鲹p耗的影響的基礎(chǔ)上,針對(duì)鐵磁基帶超導(dǎo)帶材的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性,探討了帶材在正反不同放置情況下的交流損耗變化。同時(shí),本文通過仿真軟件所繪制的磁場強(qiáng)度分布圖以及功率分布圖對(duì)不同電流流向、不同放置方法對(duì)交流損耗的影響進(jìn)行了分析。
　　(4)制作了由十根鐵磁基帶高溫超導(dǎo)帶材組成的

4、超導(dǎo)電纜模型,實(shí)驗(yàn)測試了帶材環(huán)形排列時(shí)的交流損耗,并與單根自場損耗情況進(jìn)行比對(duì),利用仿真結(jié)果分析其成因。
　　實(shí)驗(yàn)測試與仿真計(jì)算結(jié)果表明,本文搭建的鐵磁基帶超導(dǎo)帶材交流損耗計(jì)算模型以及實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)是有效的,能夠較為準(zhǔn)確地反映多根超導(dǎo)帶材在不同排列時(shí)的交流損耗;對(duì)于水平排列的超導(dǎo)帶材而言,不同的電流流向以及正反放置會(huì)對(duì)超導(dǎo)帶材的交流損耗產(chǎn)生一定影響;環(huán)形排列時(shí)的超導(dǎo)帶材的交流損耗會(huì)小于其自場損耗。
　　本文的結(jié)論可以作為超導(dǎo)電