高温超导带材特性分析与应用研究

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1、分类号学号M201271319学校代码10487密级硕士学位论文高温超导带材特性分析与应用研究学位申请人：苏路顺学科专业：电气工程指导教师：石晶副教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAnalysisofCharacteristicandResearchofApplicationforSuperconductingTapesCan

2、didate:SuLushunMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.ShiJingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay.22,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，

3、均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导

4、教师签名：年月日年月日华中科技大学硕士学位论文摘要高温超导带材的电阻率低、电流密度大，适合应用于电能传输和电能存储。但高温超导带材结构复杂，其导电性会随温度、磁场、应力等物理环境的不同而发生变化，所以超导电力装置的设计难度很大。本文通过大量调研和实验，致力于分析高温超导带材在不同物理环境的下通流能力，在此基础上，进行超导电力装置的带材选型分析。本文主要完成的工作如下：（1）调研了各类高温超导带材的基本结构和生产工艺，分析了由结构和工艺的不同所形成的带材的优缺点，如生产规模、超导层质量、基底的铁磁

5、性、稳定层的机械强度等。（2）总结了各类超导带材的基本型号及几何尺寸，对比分析了不同型号带材的自场临界电流、临界电流密度、允许拉伸强度、最小弯曲直径等基本参数，并调研了各型号超导带材在不同温度下的通流性能，分析了电流值在不同温度下的衰减程度。（3）设计了一系列的实验方法，制作了相关的实验设备，对几种典型的超导带材做了特性实验研究，测试了带材在77K下的各向异性，在拉伸应力和弯曲状态下的通流性能和取消机械应力后电流恢复特性，以及带材的绝缘水平。建立了超导带材的特性数据库。（4）分析了不同超导电力装

6、置的主要功能和运行环境，为这些装置推荐了几种带材选型方案。并以超导磁储能装置为例，建立了螺管形储能磁体和环形储能磁体模型，做了电磁优化设计和应力应变分析，验证了推荐的超导带材在这两种装置上应用的可行性。关键词：高温超导带材，生产工艺，各向异性，机械应力，带材应用，超导磁储能装置I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTHightemperaturesuperconducting(HTS)tapesaresuitabletobeappliedforpowertransmissionandstora

7、ge,becausetheyhavelowresistivityandhighcurrentdensity.However,duetothecomplexstructureoftheHTStapes,theconductivityvariesfromtemperature,magneticfieldandstress,astheresult,thedesignofthesuperconductingpowerdevice(SPD)isdifficult.Thispaperisdedicatedt

8、oanalyzingthecurrentcapacityunderdifferentcircumstancesthroughalotofinvestigationandexperiments.Onthisbasis,theselectionanalysisofHTStapesindifferentSPDisperformed.Themainworksareasfollows:(1)Investigatedthebasicstructureandproductiontechnologyofeach