高温超导磁悬浮冷发射装置供电控制系统的设计

介绍了一种基于单片机控制的供电控制系统,系统以ATMEL89C52为核心,以高温超导磁悬浮冷发射装置驱动系统为控制对象,实现了驱动装置的分段供电,实时检测到发射载体的运动速度,减小了供电系统的负荷,提高了驱动装置的运行效率。     

高温超导磁悬浮飞轮储能系统样机

在日益严峻的能源问题背景下,为展示无源高温超导磁悬浮技术在能量储存领域的应用前景,我们设计制作了一台全高温超导磁悬浮形式的飞轮储能样机.样机主要由高温超导磁悬浮轴承、飞轮转子、永磁电机和电路控制及负载部分组成.上下两个轴向型高温超导磁悬浮轴承用于悬浮和稳定飞轮转轴,直径200mm重量1.4kg的飞轮转子作为储能载体,最高可实现13000r/min的转速.在演示运行中,采用灯泡作为负载,该样机完成了从电能→机械能→电能的相互转换.     

涡流阻尼器对高温超导磁悬浮系统的影响

对高温超导磁悬浮系统的动态特性研究表明,多种类型的高温超导磁悬浮系统都存在阻尼过低的问题,在系统中增设涡流阻尼器可以有效改善系统阻尼特性。为了探寻涡流阻尼器高温超导磁悬浮系统悬浮性能的影响,实验研究了几种不同厚度的铜质涡流阻尼器对准静态悬浮力和导向力的影响情况。实验表明,涡流阻尼器的引入对悬浮力和导向力的影响都是有利的,并且悬浮力的测试结果表明可能存在较为优化的阻尼器厚度。     

零场冷和场冷方式下高温超导块材最大悬浮力关系

文章通过对15块高温超导块材与永磁轨道相互作用的悬浮力测试,比较了零场冷和场冷两种冷却方式下块材的最大悬浮力关系.实验结果显示零场冷时悬浮力大的块材在场冷时悬浮力不一定就大,反之亦然,两者并无直接的对应关系.在实际的场冷应用中,推荐以场冷下的悬浮力数据为参考.     

永磁轨道上方高温超导块材各向异性对悬浮力弛豫特性的影响

采用顶部熔融织构生长法制备的高温超导块材YBCO通常有5个生长区域．通过捕获磁通实验研究,人们发现高温超导块材内部生长区域及边界的捕获磁通能力不同,存在明显的各向异性．面向高温超导磁悬浮应用,本文比较研究了3块不同的高温超导块材YBCO组合在永磁轨道上方悬浮力弛豫特性．实验结果表明,无论场冷还是零场冷情况,块材籽晶生长线对齐排列方式的悬浮力衰减率均小于块材籽晶生长线错开排列方式的悬浮力衰减率,即前者的弛豫特性较好．并且在排列方式相同的情况下,场冷情况下的悬浮力衰减率小于零场冷情况下的悬浮力衰减率,场冷情况下的弛豫特性较好．因此,在未来的实际应用中可通过合理选择高温超导块材排列方式以及冷却方法,以达到提高磁悬浮系统弛豫特性的目的,从而提高磁悬浮系统的稳定性能．     

外加磁场强度对高温超导磁悬浮力影响的分析

高温超导磁悬浮力的分析计算是超导磁悬浮技术实用化的一个重要课题。介绍了超导磁悬浮的基本原理。分析了外加磁场强度对磁悬浮力的影响,计算了存在外施磁场下的悬浮力,并设计实验测量相应悬浮力的大小。基于ANSYS软件对两种磁悬浮模型仿真分析,研究了不同模型和参数下的磁力线分布。仿真和实验结果对超导磁悬浮技术的应用具有参考价值。     

高温超导磁悬浮测试过程对测试结果的交叉影响作用

在高温超导磁悬浮系统中,超导体和应用外磁场之间的电磁作用比较复杂。通常,任何测试过程对高温超导磁悬浮系统中相互作用力(悬浮力和导向力)结果都有影响。为了能够得到准确的测试结果,文中研究了测试过程对导向力和悬浮力测试结果的影响,发现高温超导磁悬浮系统中存在的磁历史效应导致了这种影响的存在是必然的,而且是交叉影响作用。实验数据进一步指出,在实际的测试过程中必须根据具体的运动路径来选择悬浮力和导向力的测试过程和顺序,以尽可能地减小两者之间的负面影响。根据不同的测试目的,文中也推荐了对应合理的测试方法。     

基于磁场强度的高温超导磁悬浮轴承数值仿真方法

本文提出了一种高温超导磁悬浮轴承数值仿真方法,并对其悬浮力计算结果进行了验证.该方法采用基于磁场强度的H法对高温超导进行建模,利用间接耦合方法体现磁场对于超导作用,从而对高温超导磁悬浮进行仿真.该模型在有限元软件COMSOL Multiphysics中进行计算.此外,本文探讨了剖分网格对于模型计算时间、精度的影响和不同涂层导体堆叠方式对悬浮力的影响,以指导在实际应用中对于堆叠方式的选取.     

混合型高温超导飞轮储能系统磁悬浮力的仿真分析计算

磁悬浮力是块状超导体重要的实用参数,研究磁悬浮力具有实际意义;介绍了超导块材的自稳定悬浮原理;研究了永磁体的半径对系统磁悬浮力的影响,以及在永磁体半径与超导体半径不同时永磁体厚度、永磁体与超导块之间的距离及通过线圈的电流对混合磁悬浮系统的磁悬浮力的影响。使用Ansys软件对混合磁悬浮系统模型进行了仿真分析,并总结了系统各个参数与磁悬浮力之间的关系。最后通过实验验证了所得到的结论。     

35kV/1.0kA冷绝缘高温超导电缆温度分布

针对35 kV/1.0 kA单相冷绝缘高温超导电缆及以液氮为低温冷却介质的单通道循环冷却系统,研究超导电缆轴向和径向温度分布。根据冷绝缘高温超导电缆的结构特点,计算了超导电缆的热负荷,建立了超导电缆热分析数学模型和热平衡方程。通过求解热平衡方程,得到了稳态运行时超导电缆的轴向和径向温度分布,为超导电缆低温系统的设计与优化提供了重要的参考价值。     

高温超导滤波器用斯特林制冷机温度控制算法设计

在深空通信领域,利用高温超导滤波技术,可大幅提高接收机的灵敏度、信噪比和抗干扰能力.由于高温超导滤波器工作温度较低,需要斯特林制冷机进行制冷.斯特林制冷机温度的稳定性将直接影响高温超导滤波器的性能,文章对高温超导滤波器用斯特林制冷机温度控制算法进行了分析和设计,并给出了基于高温超导滤波器试验装置的温度控制曲线.     

高温超导直流电缆现状

文中对高温超导直流电缆现状进行了介绍.高温超导直流电缆是用于直流输电的高温超导电缆.高温超导直流电缆发展相对落后于高温超导交流电缆,国际上示范项目也较少.但随着轻型直流输电应用的逐渐发展,高温超导直流电缆越来越引起人们的重视.高温超导直流电缆的本体结构和高温超导交流电缆本体结构类似.高温超导直流电缆具有输电损耗小、适合长距离输电、增加电网稳定等功能.比较适用于背靠背直流输电,工业直流输电,互联网数据中心直流供电,远距离、大容量直流输电等场合.此外,还介绍了目前国际上主要的超导直流电缆项目及研究机构情况.     

高温超导线圈在大电流下稳定性的数值仿真

在电力应用中,超导磁体可能会因为线圈工作于过流状态而失超,也可能会因为交流损耗而导致失超.为此,我们模拟了一个磁体在大电流过载下的稳定性情况.我们使用了一个建立在热传导方程和麦克斯韦方程基础上的差分数值计算方法来得出磁体内部的温度分布.我们对各种不同的电流冲击情况进行了考察,我们的模型可以使磁体设计者在实际制作之前能够估计一个比较安全的操作电流水平,有着广泛的实用价值.     

适用于真空管道交通的高温超导磁悬浮车低温液氮容器

真空管道运输系统的建成以及在全球的普及与应用,将是继火车、汽车、飞机和IT之后人类的又一大福祉。将使今天面临的交通困境从根本上得以解决,也将给全球经济与社会生活方式带来全新的变化。磁悬浮车是真空管道交通系统的运行主体,在各种不同模式的磁悬浮车中,高温超导磁悬浮车非常适合于真空管道交通。然而,由于真空管道中是低压环境,用于常压环境的高温超导磁悬浮车低温液氮容器不适合直接用于真空管道交通系统。提出在真空管道交通中,采用带压力阀的高温超导磁悬浮车低温液氮容器。这是一种压力容器,器壁要承受压差,当前常用的矩形高温超导磁悬浮车低温液氮容器则不适合,进一步提出能承受较高压力的圆柱形低温液氮容器的设计构想。还对真空管道交通中真空环境对提高液氮容器保温效果的意义进行了讨论。     

单畴钇钡铜氧块材高Q值谐振腔研究

 在对高Q值的微波谐振腔的研究中, 尤其是对低温超导谐振腔（超导铌腔）的研究取得了很大的进展，生产加工技术也日趋成熟,而用高温超导材料来制备高Q值的谐振腔还不成熟。从高温超导体的表面电阻，生成方法，物质的微观结构等方面进行分析，实验中，通过一个端面用单畴YBCO块材代替无氧铜，在50K时谐振腔Q值就增加到原来的5倍，在20K时全部用单畴YBCO谐振腔，Q值有望达到铜腔的70倍，谐振腔的性能有明显的提高。     

极低反射率光控高温超导开关的研究

提出了一种能够实现极低反射率的光控高温超导开关的新结构-微带直线结构,并提出实现此结构的新方法-辐照均匀法。理论分析、仿真数据和可行性验证实验都表明,光控高温超导开关采用辐照均匀法和微带直线结构,可以有效地扩大超导开关光辐照通断点的受辐射面积;因光束光强分布更加均匀,使通断控制性能更高;微带直线结构使得特性阻抗变化完全消失,具有极低的反射率;利用光学元件能够有效控制激光光束直径的特点,使微带线宽指标设计更加灵活,光控超导开关的适应面更广。     

高温超导电机电枢线圈临界电流密度研究

高温超导线材的临界电流密度受磁场的影响,在设计计算时,通常假设在线圈截面上电流密度是均匀分布的。但是,实际上在线圈截面上,电压是一致的。由于线圈中的磁场不均匀分布,各处的临界电流密度是不同的。采用数值模拟的方法,分析了高温超导线圈截面上的临界电流分布。结果显示,临界电流密度的分布是不均匀的,总的临界电流可比按均匀分布时的计算结果提高25%以上。     

空间高频交变磁场对超导块材悬浮力影响研究

高温超导磁悬浮装置,如磁悬浮列车和磁悬浮轴承在高速运行时,空间磁场交变及不均匀性扰动会引发超导块材内部损耗并影响性能,传统均匀时变磁场实验研究及仿真模拟无法满足实际工程应用情况.本文通过设计不同永磁阵列得到不同波形,在高速系统驱动下得到不同交变频率下超导块材损耗特性,发现全波型损耗较半波型损耗高,并研究了不同磁场构型悬浮力衰减特性,可为高速超导磁浮应用提供实验依据.     

高温超导滤波器的封装

高温超导滤波器的封装是影响超导滤波器性能的重要环节之一。文中详细讨论了封装盒设计应该注意的细节,避免影响超导滤波器性能的因素出现。成功地应用超声点焊的方法解决了PIN接头和高温超导滤波器电极的连接,达到了较小的接触电阻和较好的机械强度。