小型實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)磁體的穩(wěn)定性分析與綜合保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、超導(dǎo)磁體可以在較大的空間內(nèi)產(chǎn)生高磁場(chǎng)，而所需的勵(lì)磁功率卻很小，且在超導(dǎo)條件下，磁場(chǎng)保持恒定。目前，超導(dǎo)磁體技術(shù)已成功應(yīng)用于科學(xué)研究、電力系統(tǒng)、軌道交通、生物醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。 本文以實(shí)驗(yàn)室用的具有快速放電要求的小型低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體為主要研究對(duì)象，首先概述了超導(dǎo)電性的發(fā)展歷程，并重點(diǎn)介紹了超導(dǎo)磁體技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀，闡明了課題的研究背景及意義。針對(duì)NbTi磁體，論文對(duì)超導(dǎo)線圈穩(wěn)定性、磁體的絕緣結(jié)構(gòu)、NbTi超導(dǎo)線的失超機(jī)理進(jìn)行了較為詳

2、細(xì)的理論分析；在分析磁體的穩(wěn)定性時(shí)，采用絕熱穩(wěn)定與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的方法，計(jì)算表明磁體滿足絕熱穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定判據(jù)。本文建立了實(shí)驗(yàn)磁體的三維失超傳播模型及簡(jiǎn)化二維模型，并在深入分析磁體失超實(shí)驗(yàn)波形的基礎(chǔ)上，展開(kāi)相關(guān)參量的計(jì)算工作，掌握磁體失超后內(nèi)阻變化的特點(diǎn)，為磁體失超保護(hù)閾值設(shè)定奠定理論基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)磁體的綜合保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，本文比較了常用的失超檢測(cè)和保護(hù)方法的優(yōu)劣，同其它檢測(cè)方法相比，采用橋式電路電壓檢測(cè)方法具有更為明顯的優(yōu)勢(shì)，并提出根據(jù)磁體在充電

3、運(yùn)行及放電階段的不同工作特點(diǎn)，來(lái)對(duì)磁體開(kāi)展分階段保護(hù)，即磁體充電運(yùn)行階段的失超保護(hù)和放電階段的過(guò)壓保護(hù)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)電路中橋式檢測(cè)電路、絕對(duì)值電路、濾波放大電路、過(guò)壓保護(hù)電路等開(kāi)展計(jì)算與仿真工作，使得整個(gè)系統(tǒng)電路能夠滿足超導(dǎo)磁體失超信號(hào)判斷、失超保護(hù)及磁體過(guò)壓保護(hù)的具體要求；本文還討論了兩種比較實(shí)用的小型磁體快速放電方法，即利用非線性電阻器或預(yù)充電至一定電壓的電容器來(lái)對(duì)磁體放電，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，這些方法可有效提高磁體的放電速率，并為