圆筒形高温超导体的交流损耗测量与仿真研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：圆筒形高温超导体的交流损耗测量与仿真研究英文并列题目：MeasurementandSimulationonACLossofCylindricalHighTemperatureSuperconductor研究生：周洁专业：电气工程研究方向：电力系统及其自动化导师：沈锦飞指导小组成员：学位授予日期：2015年6月答辩委员会主席：惠晶江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年六月本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：:ii日期：災心年^月^日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档

3、的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。日期：年^月合日摘要摘要超导电力设备尤其是超导电缆已经得到很大的研究和发展。然而，交流损耗一直阻碍这些高温超导电力设备的商业化进程。虽然高温超导电缆已经投入使用，但交流损耗依然会影响设备的经济性。由于超导电缆等电力设备的超导部分都是圆筒形，因此对圆筒形结构超导体的交流损耗进行研究很有必要。本文针对高温超导电缆中圆筒形高温超导体部分，确定以BSCCO、YBCO以及YBCO-NiW高温超导带材以及这三种带材制作的圆筒形超导体样品作为主要研究对象。应用电测法

4、对三种高温超导带材以及圆筒形超导体样品的交流损耗进行实验测量。结果表明，单根带材BSCCO和YBCO交流损耗测量值与Norris模型计算结果吻合，但因为磁性体基带的原因，YBCO-NiW交流损耗测量值与Norris模型不一致。圆筒形样品由于带材间电磁场的影响，交流损耗测量值与mono-block模型不一致。利用基于有限元法的COMSOLMultiphysics软件，建立BSCCO、YBCO以及YBCO-NiW高温超导单根带材以及这三种带材制作的圆筒形高温超导体样品的二维有限元计算模型，基于有限元的数值模型对单根带材和

5、圆筒形超导体交流损耗进行数值计算。对于三种不同的高温超导带材，从最基本的单根带材结构到较复杂的圆筒形排列结构，将不同带材的单根结构与其圆筒形结构样品交流损耗实验测量值和仿真计算值以及基于不同模型的理论值进行比较分析，说明数值计算的可靠性。同时通过仿真计算说明圆筒形结构可以有效地减少交流损耗。关键词：圆筒形高温超导体；交流损耗；电测法；仿真计算IAbstractAbstractSuperconductingpowerequipmentespeciallysuperconductingcablehasbeengreatl

6、yresearchedanddevelopped.However,AClosshaspreventedthecommercializationprocessofHTSpowerdevices.AlthoughHTScablehasbeenputintouse,AClosswillstillinfluencetheeconomy.ThesuperconductingsectionofHTSdevicesiscylindrical,sotheresearchonAClossofthecylindricalHTSisnec

7、essary.ThestudythattheAClosscharacteristicsofcylindricalhightemperaturesuperconductorusedintheHTScable,identifiedBSCCO,YBCOandYBCO-NiWHTSconductorandcylindricalHTSwhichismadebyBSCCO,YBCOandYBCO-NiWHTSconductorasthemainresearchobjectisinvestigatedWemeasuretheACl

8、ossinHTSconductorandcylindricalHTSconductorbyuseofelectrometricmethod.TheresultsshowthatthemeasuredAClossinYBCOconductorandBSCCOconductorisingoodagreementwiththenumericallyc