YBCO高温超导带材的焊接与并联研究

发布时间：2017-08-30 07:18

  本文关键词：YBCO高温超导带材的焊接与并联研究

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【摘要】：由于YBCO高温超导带材具有高临界电流密度、较弱的各向异性等优点,YBCO超导带材已经被广泛应用于各个领域。使用YBCO高温超导带材制备的超导磁体、超导电缆、超导电流引线等电力设备的出现,对YBCO高温超导带材的性能提出了更高的要求。限制于目前的带材制备工艺,YBCO高温超导带材的使用过程中面临着更高的长度要求、更大的载流能力需求等问题。通过YBCO超导带材的焊接和并联使用,可以解决上述问题。本文对YBCO高温超导带材的焊接工艺及接头性能进行了实验分析,对YBCO超导带材的并联使用进行了实验和仿真。首先,本文介绍了YBCO超导带材的特性。介绍了超导带材临界电流的测量方法,对常用的四引线法和非接触法两种临界电流方法进行了对比分析。通过实验测量了由温度变化引起的YBCO高温超导带材热应变。分析了弯曲和拉伸应力对YBCO高温超导带材临界电流的影响,并在外加磁场下对YBCO超导带材的临界电流进行测量,掌握了YBCO超导带材的各向异性。然后对YBCO超导带材的焊接进行了研究。通过对不同的焊接方式、焊接长度的焊接接头的接头电阻进行对比分析,对超导带材的焊接工艺进行了探讨。同时还对YBCO超导带材焊接接头的性能进行了实验,测量了降温过程中焊接接头的热应变,分析弯曲和拉伸应力对YBCO焊接接头临界电流的影响,以及焊接接头在外加磁场下的各向异性表现,总结焊接接头性能特点。最后通过实验和仿真,对YBCO高温超导带材的并联使用进行了分析。分别对水平排布并联和堆叠排布并联两种方式下的YBCO带材并联电路进行了电学仿真与实验,分析了并联电路中的电流分布特征。使用ANASYS软件对并联下YBCO超导带材磁场的变化进行了分析,分析出不影响带材临界电流的最小并联间距。利用YBCO超导带材的电流自调节现象,对受损的超导带材进行了修复实验。
【关键词】：高温超导 YBCO带材 临界电流 焊接 并联
【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
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 高温超导带材介绍11-15
• 1.2.1 超导体介绍11-12
• 1.2.2 高温超导带材介绍12-14
• 1.2.3 YBCO高温超导带材的研究现状14-15
• 1.3 本课题的背景与意义15-16
• 1.4 本文的主要内容16-17
• 第二章 YBCO高温超导带材的特性及实验17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 YBCO高温超导带材临界电流测量17-20
• 2.2.1 四引线法测临界电流18-19
• 2.2.2 非接触法测临界电流19-20
• 2.3 YBCO高温超导带材热应变测量20-23
• 2.3.1 热应变实验装置及原理21-22
• 2.3.2 热应变实验结果22-23
• 2.4 YBCO高温超导带材的机械特性23-27
• 2.4.1 弯曲对YBCO高温超导带材影响23-25
• 2.4.2 拉伸应力对YBCO高温超导带材的影响25-27
• 2.5 YBCO高温超导带材各向异性实验27-29
• 2.5.1 各向异性实验装置27-28
• 2.5.2 各向异性实验结果28-29
• 2.6 本章总结29-31
• 第三章 YBCO高温超导带材焊接接头研究31-46
• 3.1 引言31
• 3.2 超导带材焊接接头的研究进展31-32
• 3.3 YBCO超导带材焊接工艺的研究32-35
• 3.3.1 焊接方式对YBCO带材焊接接头的影响33-34
• 3.3.2 焊接长度对YBCO带材焊接接头的影响34-35
• 3.4 YBCO焊接接头临界电流及焊接电阻测量35-37
• 3.4.1 四引线法测焊接接头临界电流及焊接电阻35-36
• 3.4.2 非接触法测量YBCO焊接接头临界电流36-37
• 3.5 YBCO超导带材焊接接头性能测试37-45
• 3.5.1 焊接接头的热应变实验37-38
• 3.5.2 弯曲应变对YBCO带材焊接接头的影响38-39
• 3.5.3 拉伸应力对YBCO带材焊接接头的影响39-42
• 3.5.4 YBCO焊接接头各向异性的研究42-45
• 3.6 本章总结45-46
• 第四章 YBCO高温超导带材并联实验研究46-65
• 4.1 引言46
• 4.2 YBCO高温超导带材模型建立46-48
• 4.3 YBCO高温超导带材的水平排布并联实验48-54
• 4.3.1 YBCO超导带材的水平排布并联仿真48-52
• 4.3.2 YBCO超导带材水平排布并联实验52-54
• 4.4 YBCO高温超导带材堆叠排布并联实验54-59
• 4.4.1 YBCO超导带材堆叠排布并联仿真54-57
• 4.4.2 YBCO超导带材堆叠排布并联实验57-59
• 4.5 YBCO高温超导带材并联磁场仿真59-62
• 4.5.1 超导带材并联磁场仿真59-61
• 4.5.2 超导带材并联最小间距仿真61-62
• 4.6 受损YBCO高温超导带材的修复实验62-64
• 4.7 本章总结64-65
• 总结与展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

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