發(fā)布時(shí)間：2017-04-18 08:11

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)鐵磁基帶高溫超導(dǎo)電纜模型交流損耗測(cè)量與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著材料科學(xué)、制冷技術(shù)等多方面的快速發(fā)展,超導(dǎo)技術(shù)尤其是高溫超導(dǎo)應(yīng)用前景越來(lái)越廣闊。超導(dǎo)電力應(yīng)用包括超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)輸電電纜、超導(dǎo)電機(jī)等多種新型電力設(shè)備,其相較于傳統(tǒng)電力設(shè)備具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。由于單根超導(dǎo)帶材臨界電流限制,在應(yīng)用過程中通常是多根超導(dǎo)帶材共同使用,以提高載流、傳輸功率能力,高溫超導(dǎo)電纜就是其中之一。然而超導(dǎo)電纜在傳輸電能過程中產(chǎn)生交流損耗,這將極大地影響其工作過程中的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,如何準(zhǔn)確測(cè)量超導(dǎo)電纜的交流損耗、確定配套制冷系統(tǒng)的容量以及研究電纜中超導(dǎo)帶材間磁場(chǎng)的影響,減小整體交流損耗是超導(dǎo)電纜實(shí)際應(yīng)用和運(yùn)行的必要條件。本課題將從實(shí)驗(yàn)測(cè)量和仿真分析兩個(gè)角度共同研究超導(dǎo)電纜交流損耗。文章首先制作五邊形單層超導(dǎo)電纜模型,測(cè)量其每周期交流損耗,測(cè)量值與單根損耗比較,分析損耗變化情況。與此同時(shí),利用有限元仿真軟件,搭建仿真模型,數(shù)值計(jì)算交流損耗,與實(shí)驗(yàn)值相比較,驗(yàn)證可行性。在此基礎(chǔ)上,課題測(cè)量并仿真在有直流偏置下的超導(dǎo)電纜的交流損耗,分析直流偏置對(duì)電纜交流損耗影響。之后,完成五邊形雙層超導(dǎo)電纜模型,研究層間磁場(chǎng)對(duì)整體交流損耗的影響以及損耗變化趨勢(shì)。同時(shí),對(duì)雙層超導(dǎo)電纜在傳輸含有直流偏置電流的損耗變化規(guī)律進(jìn)行研究。課題還將對(duì)雙層十邊形的超導(dǎo)電纜交流損耗進(jìn)行研究,分析層間電流分布、電纜帶材間距及層間距離對(duì)電纜損耗的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)量及數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,課題搭建的數(shù)值仿真模型與測(cè)量結(jié)果相一致,能夠準(zhǔn)確有效地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以達(dá)到減小交流損耗的目的:對(duì)于五邊形單層電纜而言,其交流損耗較單根帶材交流損耗有所減少;對(duì)于多層結(jié)構(gòu)電纜,減小同一層帶材間隙以及增大層間距離可以有效減小整體損耗。本課題的結(jié)論將為超導(dǎo)電纜的設(shè)計(jì)提供重要依據(jù),以實(shí)現(xiàn)性能和成本的最優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：高溫超導(dǎo)電纜 交流損耗 直流偏置 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM249.7
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 超導(dǎo)技術(shù)簡(jiǎn)介12-17
• 1.1.1 超導(dǎo)體電磁特性12-15
• 1.1.2 第一類和第二類超導(dǎo)體15-16
• 1.1.3 高溫超導(dǎo)體16-17
• 1.2 超導(dǎo)交流損耗基本特性17-19
• 1.2.1 超導(dǎo)交流損耗分類及特性17-18
• 1.2.2 交流損耗理論研究公式18-19
• 1.3 高溫超導(dǎo)電纜19-24
• 1.3.1 高溫超導(dǎo)電纜簡(jiǎn)介19-22
• 1.3.2 高溫超導(dǎo)電纜發(fā)展及現(xiàn)狀22-24
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排24-26
• 第二章 高溫超導(dǎo)交流損耗仿真及實(shí)驗(yàn)方法26-40
• 2.1 超導(dǎo)宏觀模型26-29
• 2.1.1 Bean模型26-27
• 2.1.2 Kim模型27-29
• 2.1.3 E-J指數(shù)模型29
• 2.2 基于有限元方法仿真超導(dǎo)模型29-33
• 2.2.1 仿真軟件介紹30
• 2.2.2 超導(dǎo)模型仿真H方程式30-31
• 2.2.3 超導(dǎo)交流損耗計(jì)算基礎(chǔ)仿真模型建立31-33
• 2.3 超導(dǎo)交流損耗測(cè)量系統(tǒng)33-38
• 2.3.1 測(cè)量方法介紹33-34
• 2.3.2 交流損耗測(cè)量系統(tǒng)34-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 YBCO高溫超導(dǎo)電纜模型交流損耗40-58
• 3.1 五邊形單層超導(dǎo)電纜模型交流損耗40-47
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量交流損耗41-44
• 3.1.2 仿真模型搭建44-45
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)值與仿真值比較及結(jié)果討論45-47
• 3.2 五邊形雙層超導(dǎo)電纜模型交流損耗47-53
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量交流損耗48-51
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量值與仿真值比較及結(jié)果討論51-53
• 3.3 直流偏置下的單、雙層電纜損耗53-57
• 3.3.1 直流偏置下的單、雙層電纜損耗測(cè)量53-55
• 3.3.2 仿真模型及結(jié)果對(duì)比55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 BSCCO高溫超導(dǎo)電纜模型交流損耗58-69
• 4.1 十邊形雙層電纜仿真模型搭建58-62
• 4.2 不同層間電流分布實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比62-64
• 4.3 雙層超導(dǎo)電纜交流損耗影響因素64-68
• 4.3.1 層間距離64-65
• 4.3.2 帶材間距65-66
• 4.3.3 層間電流分布66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)69-70
• 5.2 后續(xù)研究工作70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文77-80
• 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯決議書80

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