高温超导块材俘获磁通及悬浮特性研究

发布时间：2017-05-08 08:05

  本文关键词：高温超导块材俘获磁通及悬浮特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高温超导块材由于具有磁通钉扎的特性,能够俘获较高的磁场从而具有更好的悬浮性能。随着高温超导技术的不断发展,高温超导块材在磁悬浮列车、高温超导飞轮储能、航天技术等领域有着巨大的应用前景。本论文是在高温超导磁悬浮测试平台和超导磁体悬浮特性测试平台中进行对比实验,研究高温超导块材在不同的条件下的俘获磁通特性和悬浮特性,寻找一种能够增强高温超导块材俘获磁通特性和悬浮特性的较优方法。论文主要工作从以下五个方面来开展：第一章介绍了论文的研究背景,高温超导块材的主要材料特性,高温超导块材悬浮特性和俘获磁通特性的研究进展。第二章介绍了高温超导磁悬浮的基本原理及计算模型,简述了其在飞轮储能、磁悬浮列车等领域的应用。第三章中详细介绍了论文中所采用的实验装置以及实验所使用的测试方法。第四章对比研究了在高温超导磁悬浮测试平台和超导磁体悬浮特性测试平台中,磁场强度和磁化过程对高温超导块材俘获磁通的影响。通过实验结果来分析得出,随着外界磁场的增大,高温超导块材的俘获磁通也会增多,而其俘获磁通率会减小,说明在条件一定的情况下高温超导块材俘获磁通能力是有限的,俘获磁通会趋于饱和。再磁化能够增加高温超导块材的最大俘获磁场和最大俘获磁通率。第五章研究了在永磁导轨上方场冷高度和工作高度对高温超导块材悬浮力的影响,在超导磁体中初始和再磁化场冷磁场强度对高温超导块材悬浮力的影响。通过使用ANSYS有限元分析软件建立超导磁体模型并进行仿真计算,结合仿真实验结果来分析磁场梯度以及初始的场冷方式对高温超导块材悬浮特性的影响。磁场强度和磁场梯度对高温超导块材悬浮特性都有影响,并且两者影响的效果不同,增加磁场梯度可以提高块材悬浮力。场冷条件下,高温超导块材的悬浮力随时间衰减速率更慢,具有更好的悬浮力弛豫特性。论文所做的仿真计算和实验研究能够得到再磁化过程可以提高高温超导块材的俘获磁通能力,通过增加磁场梯度可以提高超导块材悬浮力和使用场冷的方式可以提高超导块材的悬浮力弛豫特性,为高温超导块材在实际中的应用提供了理论及实验基础。
【关键词】：高温超导块材 悬浮特性 俘获磁通特性 永磁导轨 超导磁体
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM26
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 超导材料的发展及特性11-14
• 1.2.1 超导材料的发展11-12
• 1.2.2 超导体的临界参数12-14
• 1.3 高温超导块材14-16
• 1.4 高温超导体性能研究现状与进展16-18
• 1.4.1 悬浮特性的研究现状与进展16-18
• 1.4.2 俘获磁通的研究现状与进展18
• 1.5 本论文主要研究内容18-19
• 第2章 高温超导磁悬浮原理及其应用19-25
• 2.1 高温超导磁悬浮技术19-21
• 2.1.1 高温超导磁悬浮原理19-20
• 2.1.2 高温超导磁悬浮计算模型20-21
• 2.2 高温超导磁悬浮应用21-25
• 2.2.1 高温超导飞轮储能21-22
• 2.2.2 高温超导变压器22-23
• 2.2.3 高温超导磁浮车23-25
• 第3章 实验装置与测试方法25-34
• 3.1 实验装置25-30
• 3.1.1 高温超导磁悬浮测试平台25-26
• 3.1.2 超导磁体悬浮特性测试平台26-28
• 3.1.3 磁场测量装置28-30
• 3.2 实验测试方法30-33
• 3.2.1 永磁导轨上高温超导块材俘获磁通特性测试30-31
• 3.2.2 超导磁体中高温超导块材俘获磁通测试31-32
• 3.2.3 高温超导块材悬浮特性的测试32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 高温超导块材俘获磁通特性研究34-48
• 4.1 高温超导块材的磁化原理及方式34-35
• 4.2 磁场强度对高温超导块材俘获磁通的影响35-41
• 4.2.1 场冷高度对高温超导块材俘获磁通的影响35-39
• 4.2.2 励磁电流对高温超导块材俘获磁通的影响39-41
• 4.3 磁化过程对高温超导块材俘获磁通的影响41-47
• 4.3.1 运动过程对高温超导块材俘获磁通影响41-44
• 4.3.2 励磁过程对高温超导块材俘获磁通的影响44-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 高温超导块材悬浮特性研究48-60
• 5.1 永磁导轨上高温超导块材的悬浮力48-52
• 5.1.1 场冷高度对高温超导块材悬浮力的影响48-50
• 5.1.2 工作高度对高温超导块材悬浮力的影响50-52
• 5.2 超导磁体中高温超导块材悬浮特性研究52-59
• 5.2.1 超导磁体的建模仿真52
• 5.2.2 初始场冷磁场强度对高温超导块材悬浮力影响52-54
• 5.2.3 再磁化磁场强度对高温超导块材的悬浮力影响54-55
• 5.2.4 磁场梯度对高温超导块材悬浮特性的影响55-57
• 5.2.5 场冷方式对高温超导块材悬浮特性的影响57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果69

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