nb3sn超导磁体电磁的分析

《nb3sn超导磁体电磁的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Nb3sn超导磁体电磁分析摘要随着超导技术的不断开发和应用，对高临界电流密度超导材料的需求与日俱增，以金属间化合物为基体的超导材料Nb3Sn制成的导体临界性能高于NbTi导体，是未来聚变堆超导磁体的首选材料。针对国内首个聚变堆用大型Nb3SnCICC超导磁体，本论文从三个部分进行了分析研究。首先对Nb3Sn超导磁体进行电磁分析。在轴对称线圈磁场分析的基础上，推导了螺旋电流线圈磁场的计算公式，给出了详细的磁场分布状态，同时计算得到最大磁场时磁体中电磁力的分布状态。运用磁通法、能量法以及经典公式法，分别计算线圈电感，获得了接近一致的计算结果，为磁体失超的后

2、续研究奠定基础。接着研究磁体的交流损耗，重点研究超导股线及各级子缆之间的耦合损耗，在理论计算的基础上，一并计算了耦合损耗在导体上的能量沉淀，同时与导体的稳定性裕度进行比较，验证了导体设计的稳定性。论文最后研究超导磁体失超过程、检测和保护电路。基于三维失超传播模型，分析失超传播速度，给出失超电阻、温度及电流动态变化曲线；采用有源功率法进行失超检测，再利用并联卸能电阻的保护方案进行失超保护。利用MATLAB软件完成失超检测和保护方案的功能仿真，验证了理论计算及方案的正确性。对Nb，Sn磁体的电磁分析和电感参数确定、交流损耗以及磁体失超的分析计算及失超检测和

3、保护方案设计，为超导磁体的稳定运行提供了依据。关键词：Nb3sn超导磁体；电磁分析；交流损耗；失超检测；失超保护IVElectromagneticanalysisofNb3SnsuperconductingmagnetABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentandapplicationofsuperconductingtechnology，theincreasingneedf．0rsuperconductingmaterialsofhighcriticalcurrentdebsity．Nb3Snsuperconducti

4、ngmagnetwhichtakesintermetaniccompoundsassubstratehasspecialsignificance．Theconductorismadebyit，whosecriticalperformancearesuperiortoNbTiconductors，isthepreferredmaterialoff．uturefrusionreactor’ssuperconductingmagnet．ForthefirstdomesticfhsionreactorwithlargeNb3SnCICCsuperconduct

5、ingmagnet，themagnetareanalyzedinthisarticlebythreeparts．First，wemadetheelectromagneticanalysisoftheNb3Snsuperconductingmaganet．ThecalculationformulasofHelicalcoilsmagnetic矗eldwasdeducedwhichbasedonInanaxiallysymmetricmagneticfieldanalysis，Thedetailedmagneticfielddistributionisgi

6、Venandtheelectromagneticforcedistributionduringthemaximummagneticneldiscalculated．Wecalculatedthecoilinductancebyfluxmethod，energymethodandclassicalformulamethodandgaveaconsistentcalculatedValuesinordertoprovideevidenceforthefollow．upmagnetquenchstudy．Thenthemagnet’sAClosswasana

7、lvsed．WefocusedonconsideringthecouplinglossbetweensupercOnductingstrandsandvarioussubcable．Basedonthetheoreticalcalculation，wecalculatedtheenergydepositionofthis10ssinconductorswhichcomparedwiththeconductor’sst2LbilitymarginandproVedtheconductorstability．Finally，thesuperconducti

8、ngmagnetquenchprocess，detectionandpfotectloncir