小型高溫超導(dǎo)充磁機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，永磁材料被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力電子等多個(gè)領(lǐng)域。充磁機(jī)是生產(chǎn)和開發(fā)各種永磁器件的關(guān)鍵設(shè)備，同時(shí)也對(duì)充磁設(shè)備在能源消耗、磁化效果、體積等各個(gè)方面提出了更高的要求。高溫超導(dǎo)帶材運(yùn)行于超導(dǎo)態(tài)時(shí)具有零電阻特性，其載流能力遠(yuǎn)優(yōu)于普通銅線，將其應(yīng)用于充磁機(jī)可以使體積減少，磁場更大，達(dá)到高性能、輕便化的目的。本文設(shè)計(jì)并制作了勵(lì)磁線圈使用YBCO帶材的高溫超導(dǎo)充磁機(jī)，對(duì)中心磁場的測試值與仿真計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比分析，加入超導(dǎo)開關(guān)形

2、成閉合回路，研究了中心磁場的衰減特性。
　　論文首先根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，從電磁場的基本定律導(dǎo)出磁路設(shè)計(jì)基本方程組，建立磁路等效網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算方法。通過仿真軟件以及理論公式設(shè)計(jì)高溫超導(dǎo)線圈和磁極頂角。利用三維電磁場軟件建立了充磁機(jī)的有限元仿真模型，驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性。實(shí)驗(yàn)研究了超導(dǎo)帶材焊接電阻以及四個(gè)高溫超導(dǎo)雙餅線圈的性能。
　　其次，測試了高溫超導(dǎo)充磁機(jī)在不同的兩極間隙下，中心磁感應(yīng)強(qiáng)度隨勵(lì)磁電流的變化，在4mm間隙，中心磁感應(yīng)

3、強(qiáng)度達(dá)到2.5 T。詳細(xì)分析了其測量值與仿真計(jì)算值之間的相對(duì)誤差，為高溫超導(dǎo)充磁機(jī)利用仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)提供參考。在加入超導(dǎo)開關(guān)形成閉環(huán)回路后，測試得到中心磁場衰減時(shí)間常數(shù)達(dá)到104秒數(shù)量級(jí)。觀察了改變勵(lì)磁電流和兩極間隙引起的磁場衰減時(shí)間常數(shù)的變化情況并利用仿真計(jì)算驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
　　根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與分析，可以對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化從而提升超導(dǎo)充磁機(jī)的性能，并對(duì)今后大型超導(dǎo)充磁設(shè)備的開發(fā)提供建議。超導(dǎo)開關(guān)的應(yīng)用，為以后的恒久磁場以