不同线圈结构高温超导脉冲变压器电磁性能分析

发布时间：2022-01-23 11:40

　　高温超导脉冲变压器是电感储能型脉冲功率电源的重要设备之一,在脉冲功率技术中有良好的发展前景。选择合理的线圈结构,能提升超导脉冲变压器的储能密度,降低脉冲功率电源的成本。设计了采用D型、跑道型线圈的单模块超导脉冲变压器,利用有限元仿真软件Ansys EM建立了三种结构超导变压器的模型,计算并分析了结构对脉冲变压器耦合系数和超导线圈储能密度的影响。仿真结果表明,当带材总量一定,圆环形线圈和D型线圈单模块超导脉冲变压器的储能容量和耦合系数较高,跑道型线圈较低;考虑线圈中心空气域,D型线圈变压器的超导线圈储能密度最大。 

【文章来源】：低温与超导. 2020,48(01)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

圆环形高温超导脉冲变压器线圈结构

D型超导线圈被世界上各大型托克马克磁体采用[16],D型线圈尺寸较小，相对圆形线圈可能具有更高的储能密度。因此，本文设计了D型线圈结构的高温超导脉冲变压器，其模型如图2(a）所示。其中线圈按照D型曲线的简化模型设计[18]，利用一个直线段和三个圆弧线圈简单拼接替代复杂的D型曲线[11]，如图2(b）所示，线圈的右边部分为内半径为r2，外半径为R2的半圆，左上部分和左下部分为内半径r1，外半径为R1的四分之一圆，中间部分为一个直线段。线圈的其他参数设置与圆环形线圈相同。2.3 跑道型线圈结构

常见的超导线圈还有跑道型结构，与圆形超导线圈相比，跑道型超导线圈能产生更加均匀、且均匀范围更大的磁场[17]，多用于高温超导储能磁体和超导电机的设计中[18-20]。本文采用跑道型线圈结构设计了高温超导脉冲变压器，其模型如图3(a）所示。该线圈为两个直线段和两个半圆弧段拼接而成，如图3(b）所示，上下两个部分是内半径为r，外半径为R的半圆，中间部分是两个直线段，线圈的其他参数设置与圆环形线圈相同。2.4 带材选择

【参考文献】：
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本文编号：3604274