中心螺線管線圈（CS）是中國聚變工程實驗堆（CFETR）磁體系統(tǒng)的重要組成部分,它的作用是產(chǎn)生和穩(wěn)定托卡馬克裝置里的等離子體,保證磁體和聚變裝置的安全穩(wěn)定運行。CS模型線圈與CFETR裝置的CS原型線圈具有相同的科學(xué)目標和物理參數(shù),它是研究CS原型線圈的基礎(chǔ)和前提。CS模型線圈常處于高電流和高磁場下的運行狀態(tài),因此模型線圈的交流損耗是影響其穩(wěn)定性和效率最為關(guān)鍵的因素。CS模型線圈磁體系統(tǒng)包括CS模型線圈本體和高溫超導(dǎo)電流引線等部件。而研究高溫超導(dǎo)帶材和堆疊導(dǎo)體是分析高溫超導(dǎo)電流引線的基礎(chǔ),所以合理地分析CS模型線圈本體、高溫超導(dǎo)帶材、堆疊導(dǎo)體和高溫超導(dǎo)電流引線的磁場位形和交流損耗是CFETR CS模型線圈關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)和必要條件。本文從理論和實驗層面分別分析了 CS模型線圈本體的交流損耗,同時從高溫超導(dǎo)帶材和堆疊導(dǎo)體出發(fā),研究了高溫超導(dǎo)電流引線的交流損耗。建立了 CS模型線圈在實際工況下的交流損耗計算模型。本文采用分段線性法對CS模型線圈的運行電流進行分段處理,再通過安培環(huán)路定律求出模型線圈的磁場大小和變化率,從而分別求出磁滯損耗和耦合損耗。計算了基于不同管內(nèi)電纜導(dǎo)體（CICC）的... 

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
中文摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 托卡馬克裝置研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外托卡馬克裝置研究進程與現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)托卡馬克裝置研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 低溫超導(dǎo)磁體交流損耗的研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 高溫超導(dǎo)電流引線研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)外高溫超導(dǎo)電流引線研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 高溫超導(dǎo)帶材和電流引線的交流損耗研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究的主要內(nèi)容
2 模型線圈交流損耗的計算
    2.1 超導(dǎo)材料及其特性
        2.1.1 NbTi和Nb_3Sn股線
        2.1.2 管內(nèi)電纜導(dǎo)體
        2.1.3 第二代高溫超導(dǎo)帶材
    2.2 模型線圈的結(jié)構(gòu)及電磁分析
        2.2.1 模型線圈的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 模型線圈的磁場分布
    2.3 模型線圈的交流損耗計算
        2.3.1 模型線圈的電流波形
        2.3.2 磁滯損耗的計算
        2.3.3 耦合損耗的計算
        2.3.4 模型線圈的總損耗
    2.4 本章小結(jié)
3 模型線圈交流損耗的實驗研究
    3.1 大型超導(dǎo)磁體交流損耗的實驗測量
    3.2 模型線圈的交流損耗測量方案
        3.2.1 測量方案的提出
        3.2.2 測量方案的誤差分析
    3.3 本章小結(jié)
4 高溫超導(dǎo)帶材交流損耗分析
    4.1 高溫超導(dǎo)帶材的臨界電流
        4.1.1 臨界電流實驗測試平臺
        4.1.2 臨界電流實驗測量結(jié)果
    4.2 高溫超導(dǎo)帶材的外場損耗
        4.2.1 外場損耗的實驗系統(tǒng)搭建
        4.2.2 高溫超導(dǎo)帶材的外場損耗測量
        4.2.3 不同磁場角度下的外場損耗
        4.2.4 高溫超導(dǎo)帶材的磁場屏蔽效應(yīng)
    4.3 高溫超導(dǎo)帶材的傳輸損耗
        4.3.1 單根帶材的傳輸損耗實驗裝置
        4.3.2 單根帶材的傳輸交流實驗測量結(jié)果
    4.4 高溫超導(dǎo)帶材的動態(tài)電阻
        4.4.1 動態(tài)電阻的理論計算
        4.4.2 動態(tài)電阻的實驗研究
    4.5 本章小結(jié)
5 高溫超導(dǎo)堆疊導(dǎo)體的交流損耗
    5.1 堆疊導(dǎo)體的外場損耗
        5.1.1 堆疊導(dǎo)體的外場損耗仿真計算
        5.1.2 堆疊導(dǎo)體的外場損耗實驗結(jié)果
    5.2 堆疊導(dǎo)體的傳輸損耗
        5.2.1 堆疊導(dǎo)體的傳輸損耗仿真計算
        5.2.2 堆疊導(dǎo)體的傳輸損耗實驗結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
6 高溫超導(dǎo)電流引線的交流損耗分析
    6.1 高溫超導(dǎo)電流引線的分類
    6.2 高溫超導(dǎo)電流引線的設(shè)計
    6.3 高溫超導(dǎo)電流引線交流損耗的仿真計算
        6.3.1 矩形電流引線交流損耗的仿真計算
        6.3.2 正六邊形電流引線交流損耗的仿真計算
    6.4 高溫超導(dǎo)電流引線交流損耗的測量
        6.4.1 矩形電流引線交流損耗的測量
        6.4.2 正六邊形電流引線交流損耗的測量
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3679342