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、安裝,并與裝置的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟性息息相關(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,有必要對于超導(dǎo)帶材多根排列時的交流損耗進行研究。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)磁性會改變空間磁場分布,也會間接地對帶材的交流損耗產(chǎn)生影響,所以針對含有鐵磁基帶的

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)模型對交流損耗進行計算。同時為了計算超導(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),驗證了實驗測試系統(tǒng)的有效性,探討了不同補償程度、電

3、壓引線排布以及電流頻率對于交流損耗測量結(jié)果的影響。
　　(3)實驗測量并仿真計算了雙根、三根鐵磁基帶高溫超導(dǎo)帶材在水平排列時的交流損耗。本文在考慮電流流向?qū)τ诮涣鲹p耗的影響的基礎(chǔ)上,針對鐵磁基帶超導(dǎo)帶材的結(jié)構(gòu)不對稱性,探討了帶材在正反不同放置情況下的交流損耗變化。同時,本文通過仿真軟件所繪制的磁場強度分布圖以及功率分布圖對不同電流流向、不同放置方法對交流損耗的影響進行了分析。
　　(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,實驗測試了帶材環(huán)形排列時的交流損耗,并與單根自場損耗情況進行比對,利用仿真結(jié)果分析其成因。
　　實驗測試與仿真計算結(jié)果表明,本文搭建的鐵磁基帶超導(dǎo)帶材交流損耗計算模型以及實驗測試系統(tǒng)是有效的,能夠較為準確地反映多根超導(dǎo)帶材在不同排列時的交流損耗;對于水平排列的超導(dǎo)帶材而言,不同的電流流向以及正反放置會對超導(dǎo)帶材的交流損耗產(chǎn)生一定影響;環(huán)形排列時的超導(dǎo)帶材的交流損耗會小于其自場損耗。
　　本文的結(jié)論可以作為超導(dǎo)電