2kW级电枢超导-转子永磁型高温超导发电机开发及初步测试

来源 :第十二届全国超导学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:man168176
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高温超导电机用高温超导绕组代替常规电机中的铜绕组,依靠高温超导导线的高载流能力和低损耗特性,提高电机的功率密度,降低电机的体积和重量.本文开发了一种新型同步发电机装置,在定子电枢上使用高温超导线圈,转子采用永磁励磁.电机为4级6槽结构,每相绕组由两个42匝的单线双饼铋系高温超导跑道形线圈组成,预期在300 rpm额定转速下的额定输出功率为2.0 kW.
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核磁共振成像技术广泛应用于医疗影像,成为当代医学诊断最强有力的工具之一.由于高磁场极大改善成像分辨率和提高信噪比,高均匀与稳定磁场稳定性能够更好实现时间与空间的同步性以达到快速高清晰扫描.超高磁场核磁共振已经成为癌症早期诊断、治疗诊断效能、高风险手术评估和神经科学的重要诊断工具,成为当代分子影像的重要前沿领域.
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本文介绍了一种基于高温超导薄膜材料的具有微弱磁场放大能力的超导磁通变换器.该磁通变换器是本课题组提出的超高精度GMI/超导复合磁强计的核心部件.其基本结构是一个带有轭形微桥结构的闭合超导环,超导环的微桥部分只有几十微米宽,此种高质量的微桥结构是通过半导体光刻精密微加工技术获得的.
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在EAST托卡马克核聚变实验装置中,超导磁体系统的热负荷计算、导体超导性能和运行稳定性都与运行温度有很大关系,因而要求液氦温度测量有较高测量精度.文中主要从工程实践的液氦温度测量测量方法出发,讨论EAST超导磁体系统中液氦温度测量的误差来源及其影响,并提出一系列解决办法,取得了较好的实验运行结果,满足了工程要求.
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超高场(7T以上)MRI得天独厚的优势和广泛应用前景,越来越受到各国的高度重视.现今,7T全身MRI系统已经商品化;更为先进的9.4T全身MRI系统,目前全球已有数台在建或已建成.超高场全身MRI超导磁体结构复杂,储能量和储能密度高,其失超保护极其关键.本文将对超高场MRI超导磁体的失超保护方法进行详细地分析比较,并得出其设计的一般规律.另外本文针对中科院电工所研制的9.4T全身MRI超导磁体,设
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2011年开始国外Iwasa等著名学者发布了多项无绝缘超导磁体线圈研究工作.无绝缘超导磁体线圈在失超时具有较好自保护能力和较高瞬态稳定性,其中匝间接触电阻起重要作用.公开的研究中无绝缘线圈主要应用于内插线圈等电感较小的线圈中.本研究创建了无绝缘超导磁体线圈的电阻网络模型并研究了线圈的层数和每层线圈的匝数对等效总电阻的影响.利用模拟分析计算得到随总层数的增加等效总电阻阻值的变化趋势.
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中国科学院强磁场科学中心已经为不同用户研制出多套零蒸发中小型低温超导磁体装置,超导磁体装置的各项性能测试结果表明满足或超过用户基本要求.超导磁体装置实现零蒸发首先需要优化和改进超导磁体装置中氦容器的冷屏、外真空杜瓦夹层、电流引线以及各支撑结构以减少热负荷来降低液氦的蒸发量,其次采用两级G-M低温制冷机进行冷却,其中:一级冷却冷屏,二级对蒸发的液氦通过再冷凝装置进行冷凝自产液氦,使得整个磁体温度可以
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并联导线越来越多的用于高温超导绕组的绕制,并联导线可以提供更高的电流传输能力,减小绕组电感,提供安全系数,但并联导线结构会引起电流分布不均匀和增加交流损耗.本研究将利用数值仿真方法系统研究并联导线绕组的电流分布问题,进而由电流分布计算绕组的交流损耗.
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超导磁体一般都是采用线带材绕制,在需要高均匀性的场合(如核磁共振成像)磁体需要工作在持续电流模式,而对于高温超导线(带)材磁体来说实现闭环运行所需的超导接头、超导开关、电流引线等技术仍存在困难.YBCO块材是非理想的第Ⅱ类超导体,可以俘获磁场而成为超导永磁体.采用YBCO块材制作磁体,不需要超导接头、超导开关、电流引线等线绕磁体闭环运行所必须的技术,磁体结构简单.
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在许多超导电力设备的应用中,超导绕组的机械性能和电流过载能力是关乎设备运行安全性和可靠性的重要现实问题.利用铜线(或铜带)与高温超导带材平行绕制的方法是解决这一问题的可行方案之一.但这种方案有可能带来额外的交流损耗和其他不利影响.为了研究这一问题,我们制作了两个尺寸相同的超导绕组,绕组内径70mm,外径90mm,高45mm,其中一个绕组有铜加强带,另一个没有.
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