基于ARPSO的高温超导分层储能磁体优化设计研究

发布时间：2024-07-03 00:53

　　提出利用双饼线圈轴向阶梯分层的方法,通过改变每层线圈的平均半径来改变径向磁场分布从而优化磁体结构,减少用线量,且能解决阶梯电流法的多电源供电问题。在COMSOL中利用2G高温超导带材建立储能磁体初始模型;在MATLAB中调用已建立完成的模型,与自适应粒子群优化算法(ARPSO)相结合,以用线量为目标,储能量及临界电流为约束,寻找每组的最佳平均半径;在COMSOL中建立优化后模型,进一步做电磁分析。分别对1、3、5阶梯型的分层储能磁体进行仿真。仿真结果表明:采用此方法得出的优化后模型,在通入相同电流的情况下,径向磁场减小约21%;在储能量为10 MJ的前提下,用线量减小约48%,应力及漏磁场亦满足要求,验证了此方法的有效性。

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【部分图文】：

图1SMES矩形面磁体1/4截面图

表1HTS带材的技术指标Tab.1TechnicalindicatorsofHTSstrip指标数值裸导体宽度/mm厚度/mm镀铜厚度/mm12.10.150.05带绝缘的导体宽度/mm厚度/mm12.20.38临界电流77K(自场)/A323M....

图2径向磁场分布图

表2矩形截面磁体的设计参数Tab.2Designparametersofrectangularcrosssectionmagnets指标参数运行电流Iop/A295内径R1/mm800外径R2/mm952高H/m432双饼线圈间隙0最大储....

图3分层阶梯型储能磁体二维模型图

文献[5]提出的一种用于提高带材利用率的阶梯电流法,给受到不同磁场大小影响的双饼线圈通入不同的电流,使整个磁体的所有线圈都能得到更大的利用。但是每个双饼线圈通入不同电流就存在多电源供电的问题,如果用于实际工程中势必会增加其造价。所以,换一种思路思考该问题,就可以改变每个双饼线圈....

图4ARPSO算法流程图

vijiter+1=ωjvijiter+c1?r1?(Ρijiter-xijiter)+c2?r2?(Ρgjiter-xijiter)?????????(10)4ARPSO算法在分层高温超导储能磁体结构优化中的应用

本文编号：4000274