论文部分内容阅读
超导磁体必须在低温下才能保证正常运行,要做到这一点,一方面要有完善的制冷系统,另一方要控制磁体本身的损耗产热。磁体在直流下几乎零电阻没有功率损耗,但在交流下会产生交流损耗带来热量,影响磁体的热稳定性,因此,本文针对磁体的交流损耗进行研究,分析其影响因素,为减低交流损耗提供指导。 通过对交流损耗的产生原理与本质进行分析,设计了基于锁相放大器测量的超导带材的交流损耗实验,这是研究磁体交流损耗的基础,实验测量了不同频率下带材的交流损耗值,并将其与 Norris计算模型进行对比分析。之后开始对线圈交流损耗的研究,线圈临界电流的测量是必不可少的一步,采用设定恒定电流升速对线圈通电,以消除感应电压的干扰,用“拐点法”判断磁体的失超从而得到临界电流值,这一数值为交流损耗实验的通流大小提供了有效参考。线圈交流损耗热测法实验采用了自己设计的绝热杜瓦,通过测量自然漏热、直流漏热、交流漏热对其交流损耗进行分析研究。超导磁储能系统作为磁体的一个具体应用设备,通过对其充放电过程中的温度监控,找到交流损耗的影响因素。最后通过仿真计算对实验结果进行验证。 超导带材的交流损耗实验结果说明了交流损耗随着电流频率的增大而增加,超导储能磁体的充放电实验中可以看出随着磁场的增大、电流变化率的增加,磁体的交流损耗均会增大,有限元仿真结果也很好的验证了这一点。可见,要减小交流损耗,可以通过尽量优化磁体的磁场分布、降低其通流频率来实现。