高温超导磁体的交流损耗及动态稳定性分析

发布时间：2024-06-03 00:07

　　高温超导磁体的热稳定性是磁体安全评估的一个重要部分,高温超导材料的性能受到磁场、温度、电流的共同影响,其伏安特性曲线呈现出非常强的非线性。本文综合考虑电磁场、温度场等多种因素,对常见结构的高温超导磁体的建模进行了分析,在此基础上提出了一种基于扩充临界电流密度的恒流失超模型,并利用实验验证了上述模型的有效性。本文利用两种不同的评价指标来衡量高温超导线圈在失超过程中的动态稳定性,并分析了无绝缘磁体作为提高磁体稳定性的方法。具体内容如下:(1)对常见的环形磁体和跑道型磁体的建模进行了详细的分析,建立基于E-J指数模型的二维轴对称和三维有限元模型,将电磁场和温度场直接耦合计算,综合考虑了带材在磁场和温度下的性能,该模型可以准确评估高温超导磁体的稳定性且为失超模型的研究奠定了基础。(2)基于带材本身的伏安特性,本文对超导带材的电导率进行了重新的定义,提出了扩充临界电流密度的概念,很好的解决了J_c(B,T)模型中由于存在奇点_cT而导致的计算不收敛的问题,其本质是对正常态超导带材电导率的扩充描述。本文基于扩充临界电流密度进而提出了恒流失超模型,实验结果与二...

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【部分图文】：

图2-2迈斯纳效应正如我们从图2-2中看到的，超导体一旦进入超导状态，体内的磁通量将全部

中科技大学硕士学位样的，从图2-1中可以看到，温度或磁场强度密度大幅的衰减，意味着其在超导态下允许通过状态中为了避免这种情况，通常会使超导带材在，另外设计好装置的导冷通道，以减少其受到的一个重要的物理特性是迈斯纳效应(Meissner-Och家迈斯纳（W.....

图2-10不同网格划分和自由度下的超导模型的精度Model4

单元形状四边形一个周期内的交流损耗(W/m)0.2440图2-9超导带材内部不同网格Model1:DOFS=9499Model2:DOFS=17339

图3-22D轴对称线圈磁场和磁力线分布图：(A)电流上升至18A；(B)电流上升至48A；(C)电流下降至18A；(D)电流下降至0A

华中科技大学硕士学位论文过相同的电流，由于电流方向为环向，那么每一匝的积分约束可以写成：(,,)()tCJxyts=gt∫(3-6)其中J(x,y,t)是二维截面上点(x,y)在时刻t的电流密度，C是这一....

图3-32D轴对称线圈电流密度分布图

华中科技大学硕士学位论文，磁力线分布几乎为0，属于超导态区域；而其他部分颜色偏红的区域则是磁场透较强，磁力线分布较为密集，磁通运动较快，这部分区域集中在磁体的内测和下边缘处，尤其是在电流下降至0A时由于磁场的穿透造成的磁滞现象尤其明显，这部分区域交流....

本文编号：3987883