论文部分内容阅读
由于高温超导带材及线圈的交流损耗直接关系到高温超导装置的运行成本及稳定性,所以,对高温超导带材及线圈交流损耗的研究,一直高温超导电力应用研究的最重要内容之一。 本文在系统介绍高温超导体的交流损耗及其研究现状与存在问题的基础上,从理论和实验两方面,研究了Bi系高温超导单根带材、多根超导并联组合带材、及超导线圈的临界电流与交流损耗的特性:重点研究了交流损耗与临界电流的电磁特性、机械特性、各向异性特性、及带间绝缘层与传输电流频率对交流损耗的影响等。主要包括: 在实验方面,探讨了交流背景磁场下高温超导带材的交流传输损耗的测量问题,通过对交流损耗测量的理论分析,提出了采用双“8”字形电势引线测量交流背景磁场下高温超导带材交流传输损耗的方法;建立了超导带材短样及线圈交流损耗的电测量系统;从而为交流损耗的研究提供实验数据与理论检验标准。 基于临界态模型与高温超导体的有效质量理论,建立了高温超导带材及并联堆叠带材的交流损耗与临界电流的各向异性理论模型;给出了高温超导带材的交流损耗及临界电流随(交、直流)背景磁场与超导带面夹角变化规律的理论公式;依据所建立的高温超导短样带材的各向异性理论公式,给出了高温超导线圈交流损耗的数值计算模型;并利用该模型,计算了高温超导双饼线圈的交流损耗;并与实验测量结果进行了比较分析。 实验测量了高温超导带材在不同弯曲半径及不同拉伸应力下的临界电流与交流损耗;建立了高温超导带材的交流损耗和临界电流随弯曲与拉伸应力—应变变化的理论模型;利用该理论公式计算的结果与测量结果符合得相当好。 研究了高温超导带材及并联堆叠带材的交流损耗随传输电流频率的变化情况;及多根并联组合超导带间绝缘对交流损耗的影响情况;实验研究了并联堆叠带材的各向异性特性;给出了有限根超导带并联时,磁滞损耗的理论计算公式。 另外,对高温超导带材在交流背景磁场下的直流临界电流特性,及超导体传输交流时的流—压曲线特性进行了实验研究,并对高温超导带材的交流最大载流能力的测量判据问题进行了探讨,给出最大交流载流电流测量判据的建议。