小型高溫超導充磁機的設計與實驗研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術的快速發(fā)展，永磁材料被廣泛應用于交通運輸、電力電子等多個領域。充磁機是生產(chǎn)和開發(fā)各種永磁器件的關鍵設備，同時也對充磁設備在能源消耗、磁化效果、體積等各個方面提出了更高的要求。高溫超導帶材運行于超導態(tài)時具有零電阻特性，其載流能力遠優(yōu)于普通銅線，將其應用于充磁機可以使體積減少，磁場更大，達到高性能、輕便化的目的。本文設計并制作了勵磁線圈使用YBCO帶材的高溫超導充磁機，對中心磁場的測試值與仿真計算值進行了對比分析，加入超導開關形

2、成閉合回路，研究了中心磁場的衰減特性。
　　論文首先根據(jù)設計目標，從電磁場的基本定律導出磁路設計基本方程組，建立磁路等效網(wǎng)絡模型計算方法。通過仿真軟件以及理論公式設計高溫超導線圈和磁極頂角。利用三維電磁場軟件建立了充磁機的有限元仿真模型，驗證了理論計算的正確性。實驗研究了超導帶材焊接電阻以及四個高溫超導雙餅線圈的性能。
　　其次，測試了高溫超導充磁機在不同的兩極間隙下，中心磁感應強度隨勵磁電流的變化，在4mm間隙，中心磁感應

3、強度達到2.5 T。詳細分析了其測量值與仿真計算值之間的相對誤差，為高溫超導充磁機利用仿真軟件進行設計提供參考。在加入超導開關形成閉環(huán)回路后，測試得到中心磁場衰減時間常數(shù)達到104秒數(shù)量級。觀察了改變勵磁電流和兩極間隙引起的磁場衰減時間常數(shù)的變化情況并利用仿真計算驗證了實驗結論。
　　根據(jù)對實驗結果的討論與分析，可以對其結構進行優(yōu)化從而提升超導充磁機的性能，并對今后大型超導充磁設備的開發(fā)提供建議。超導開關的應用，為以后的恒久磁場以