高温超导带材的焊接技术无法满足像传统的低温超导磁体一样的闭环运行方式,无阻焊接技术是目前高温超导磁体闭环运行的技术瓶颈之一。为了避开高温超导带材无阻焊接的难题,基于涂层导体工艺制作出的环形超导片,提出了 一种新型结构的高温超导磁体和磁通泵励磁方法。本文的研究对象类比特高温超导磁体由第二代高温涂层导体材料ReBCO(Re-Ba-Cu-O,其中Re指稀土元素)环形片堆叠而成,具有体积小,重量轻,无电流引线等优点,对于实现闭环运行的全超导磁体的强磁场开发有重要意义。类比特高温超导磁体的电源技术研究是实现其超导闭环运行的关键,本文提出了一种磁通泵励磁方法,其原理类似于空芯的变压器,采用电磁感应的方式为磁体提供能量。磁通泵线圈将磁通耦合到类比特高温超导磁体中,无需电流引线,用于实现高温超导磁体的无阻闭环运行。本文介绍了 ReBCO涂层导体环片的制作过程,类比特高温超导磁体的组成结构以及磁通泵的结构和原理。通过COMSOL软件对类比特高温超导磁体的磁通泵励磁过程仿真,结合实验结果,验证了磁通泵励磁方式是能够实现类比特高温超导磁体的闭环运行的,并在此基础上进行了 ReBCO涂层导体环形片磁场分布和电流密度分布研究,外部励磁方式和内部励磁方式励磁效果对比研究,磁通泵线圈部分最优高度参数研究等。类比特高温超导磁体结构是实现高温超导闭环运行的潜在突破口,本文通过MATLAB编程计算得到了ReBCO环形片上的磁场分布和临界电流密度分布,为实际电流分布的研究奠定了基础。内部励磁方式中将磁通泵线圈放置于类比特高温超导磁体的中心,对比将超导磁体放入励磁线圈脉冲磁场中的外部励磁方式,77 K液氮温度下的实验研究结果表明,内部励磁方式在励磁速度上有着明显的优势。以磁通泵线圈的高度为变量,通过实验和仿真的方法计算了类比特高温超导磁体的励磁曲线,研究结果表明,磁通泵线圈存在最优高度。如果线圈高度小于最优值,类比特高温超导磁体的磁场饱和值会随着励磁线圈高度的增加而增加。如果线圈高度进一步增加超过最优值,则超导磁体的磁场饱和值达到常数不再增加。本文以组装的类比特高温超导磁体为研究对象得到了其磁通泵线圈最优高度选择值。