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

1、超導(dǎo)磁體可以在較大的空間內(nèi)產(chǎn)生高磁場，而所需的勵磁功率卻很小，且在超導(dǎo)條件下，磁場保持恒定。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。 本文以實驗室用的具有快速放電要求的小型低溫超導(dǎo)儲能磁體為主要研究對象，首先概述了超導(dǎo)電性的發(fā)展歷程，并重點介紹了超導(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NbTi磁體，論文對超導(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，采用絕熱穩(wěn)定與動態(tài)穩(wěn)定的方法，計算表明磁體滿足絕熱穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定判據(jù)。本文建立了實驗磁體的三維失超傳播模型及簡化二維模型，并在深入分析磁體失超實驗波形的基礎(chǔ)上，展開相關(guān)參量的計算工作，掌握磁體失超后內(nèi)阻變化的特點，為磁體失超保護(hù)閾值設(shè)定奠定理論基礎(chǔ)。在設(shè)計磁體的綜合保護(hù)系統(tǒng)時，本文比較了常用的失超檢測和保護(hù)方法的優(yōu)劣，同其它檢測方法相比，采用橋式電路電壓檢測方法具有更為明顯的優(yōu)勢，并提出根據(jù)磁體在充電

3、運行及放電階段的不同工作特點，來對磁體開展分階段保護(hù)，即磁體充電運行階段的失超保護(hù)和放電階段的過壓保護(hù)，同時對系統(tǒng)電路中橋式檢測電路、絕對值電路、濾波放大電路、過壓保護(hù)電路等開展計算與仿真工作，使得整個系統(tǒng)電路能夠滿足超導(dǎo)磁體失超信號判斷、失超保護(hù)及磁體過壓保護(hù)的具體要求；本文還討論了兩種比較實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對磁體放電，仿真和實驗結(jié)果均表明，這些方法可有效提高磁體的放電速率，并為