高温超导体交变磁场下的特性及其螺管磁体的结构优化研究.pdf

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1、硕士学位论＿ｍａｓｔｅｒｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ论文题目：高温超导体交变磁场下的特性及其螺管纖结纖研究ｆｅ＾＊国内图书分类号：ＴＭ２６密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文高温超导体交变磁场下的特性及其螺管磁体的结构优化研究二—年级０二级：姓名：张蓀敏申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：赵勇教授二０—五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ２６Ｕ．Ｄ．Ｃ；６２１．３Ｓｏｕｔｈｗ

2、ｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳＯＦＨＩＧＨＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＳＵＰＥＲＣＯＮＤＵＣＴＯＲＵＮＤＥＲＡＬＴＥＲＮＡＴＩＮＧＭＡＧＮＥＴＩＣＦＩＥＥＬＤＡＮＤＳＴＲＵＣＴＵＲＥＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮＯＦＳＯＬＥＮＯＩＤＭＡＧＮＥＴＣｌａｓｓ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈａｎＬｉＭｉｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：Ｍａｓ

3、ｔｅｒＤｅｒｅｅｇｐｐｇＭａｏｒ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈａｏＹｏｎｇＭａｙ，２０１５西南交通大学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，同意学校保留并向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。本人授权西、南交通大学可以将本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印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在

4、年解密后适用本授权书；２．不保密Ｂ／使用本授权书。“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：＾务，－日期：？．：ｔＩＳ日期＾／ｊ：ｒ；Ｘ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．在不同频率和不同交变外磁场激励下，对ＹＢＣＯ高温超导体的温升特性进行实时监测仿真。其结果表明：在频率和交变外磁场激励增大的情况，并计算其交流损耗值下，交流损耗的大小随时间不断增大，温度也不断升高。频率相同时，交变外磁场一激励

5、越大，超导体温度上升的越快，甚至超过其临界温度，导致超导体失超。同交变外磁场激励下。’温度随着频率的增大而升高，但上升的速率先快后慢因此在超导体的运行过程中，应综合考虑频率和交变外磁场激励对超导体温升和交流损耗的影响，避免超导体因温度过高而失去超导性，以保证超导体安全稳定的运行。２．ＣＯ对ＹＢ高温超导带材绕制的三种结构的螺管磁体，在满足其中心磁感应强度、ＤＳＶ（ｄｉａｍｅｔｅｒｓｐｈｅｒｉｃａｌｖｏｌｕｍｅ）区域磁场均勻度等的约束条件下进行电磁结构优化，以达到体积的最小值。同时对三种结构类型螺

6、管线圈ＤＳＶ区域的磁场均勾度和杂，为实际中超导磁体的设计提供指导和借鉴。其优化结果表明散场进行深入的剖析：一些相对于单螺管线圈，同轴双螺管线圈的体积虽然大，但屏蔽效果最好；ｆｔ铃型线圈不但体积是最小的，而且ＤＳＶ区域的磁场均勾度和５ＧＳ安全距离都大大减少，这表明同轴双螺管线圈和？铃型线圈的屏蔽效果是有效的。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明弓丨用的内容外，本论文不包含任何其他个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

7、个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全一了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：？樣如ｉ，日期：ｌｏｒｒ／ｒ西南交通大学硕士研究生学位论文第１页摘要高温超导磁体在实际中能否安全运行和大量投入使用，其热稳定性起着关键作用。而作为影响磁体热稳定性的重要方面，研究超导磁体运行过程中出现的交流损耗和热传导特性就显得十分有意义，。由于高温超导材料十分昂贵使得在制作高温超导磁体时，应尽量减少材料用量来降低超导体的制作成本以提高其运行的经济性。故针对超

8、导磁体运行过程中的交流损耗和热传导特性问题，本文对ＹＢＣＯ高温超导体在超导态运行中的电磁特性、温升特性及交流损耗进行数值仿真研究；针对超导磁体的制作成本和运行中的经济性问题，本文对ＹＢＣＯ高温超导带材绕制的三种结构类型的螺管磁体进行电磁结构优化设计研究。本文首先介绍超导体的基本知识及其在国内外的研究现状与应用、电磁场分析基础