高温超导体中的交流损耗

考虑到陶瓷高温超导体的颗粒物性 ,详细研究了 Bean- london模型及 Anderson- kim模型在分析高温超导体交流损耗方面的缺陷 ,提出了一种新的计算方法。用这种方法预期的损耗规律与文献报道的实验结果一致。另外 ,分析了超导体尺寸、晶间临界电流、晶粒尺寸和晶内临界电流对高温超导体交流损耗的影响     

YBCO高温超导体交流损耗与温升特性的数值仿真研究

高温超导磁体运行过程中,磁体的热稳定性是磁体能否安全运行和实用化的重要指标。在磁体热稳定性的相关研究中,超导磁体在运行过程中的交流损耗和热传导特性是两个值得研究的问题。因此,文中运用商业有限元软件Comsol构造了YBCO高温超导体的数值仿真模型,通过Comsol中的AC/DC模块和热传导模块的相互耦合,在给予不同频率和不同幅值的交变外磁场激励下,对YBCO高温超导体在运行过程中的温升特性进行实时监测和分析,并计算出其交流损耗。为避免超导体失超,保证其安全稳定运行提供一定的指导。     

临界电流密度的分布对高温超导体中传输交流损耗的影响

基于Norris方程和Bean临界态模型,假定临界电流密度沿高温超导圆柱体半径的非均匀分布方式,从定量的角度研究了临界电流密度沿高温超导圆柱体径向分布方式的不同对传输交流损耗的影响.考虑临界电流密度沿径向的包括阶梯式和逐点变化式等多种分布方式,通过引进表征超导体内临界电流密度非均匀分布的强弱差异程度的无量纲参数λ推导出临界电流密度非均匀分布方式下高温超导体中传输交流损耗的解析表达式.结果表明临界电流密度阶梯式分布对损耗的影响和临界电流密度逐点变化式分布的情况在损耗曲线的变化趋势和量级上有明显的区别并且随着传输电流的增加临界电流密度的非均匀分布方式对传输损耗的影响也越显著.     

高温超导体的磁化与磁滞损耗

利用三种临界态模型(Bean模型、Kim模型和指数模型),采用比较简单的方法,以Bi2223高温超导体为例,给出了平板状超导体的初始磁化曲线和磁滞回线的解析表达式.对不同温度和磁场下的磁化强度进行了编程计算,对计算结果进行讨论.利用推导的公式,讨论了温度和外加磁场对高温超导体的磁滞损耗的影响. 关键词： 磁滞损耗 磁通钉扎 高温超导体 临界态模型     

高温超导体临界电流的测量

本文报道高温超导体临界电流测量若干问题的研究.电磁测量和数值模拟指出,对于高温超导体,电输运法测量的临界电流可能与电流扫描速度有关,快速扫描,特别是脉冲法测量的临界电流将偏小;磁滞回线法测量的临界电流与磁场扫描速度有关,快速磁场扫描测量时临界电流的判据较大;交流磁化率法测量的临界电流与交流频率有关,使用高频测量时临界电流的判据较大.这些特征和临界态模型的预言不同,都与高温超导体的特征有关.     

在工频外磁场下高温超导体的交流损耗

在工频外磁场条件下,研究了不同工艺的Bi-2223/Ag带和Cu位元素替代的YBa₂Cu_3-xSn_xO_y超导体的交流损耗.实验结果表明：在单芯Bi-2223/Ag带中,热处理时间、温度及超导芯厚度的增加都将增加Bi-2223相的含量,因而导致磁滞损耗增加.将单芯带细分成19芯Bi-2223/Ag带能减少磁滞损耗,但另一方面,超导芯间的耦合增加了银基体的涡流损耗,因此19芯带的损耗只比单芯带减少20%左右.在YBa关键词：     

变压器工况高温超导体交流损耗仿真研究

基于Maxwell方程并将高温超导体的非线性E-J指数特性加载在模型中,利用H-formulation方法收敛快,易施加外部磁场为边界条件的特点,分析了背景磁场的幅值和方向对高温超导体交流损耗的影响。通过仿真自场下高温超导体的交流损耗并与Norris公式结果相比较,验证了该仿真模型的合理性和正确性,为实际高温超导变压器的设计提供参考。     

交流磁场振幅和频率对J_c不均匀超导体谐波的影响

本文采用Jc不均匀超导体模型来研究多晶超导体的磁性质,运用非线性磁通蠕动模型,通过数值模拟得到交流磁化率基波及谐波随温度的变化关系.系统分析了交流磁场振幅和频率改变对Jc不均匀超导体交流磁化率基波及谐波的影响.结果表明,交流磁场振幅和频率的变化对交流磁化率的影响存在显著差异,并归因为交流磁场振幅和频率的改变引起的磁弛豫时间的改变不同所致.上述结果为分析Jc不均匀超导体交流磁化率的实验现象提供了相关依据.     

Bi2223带材的临界电流及交流损耗研究

测量了77K温度下不同基体材料和不同芯数带材的临界电流和交流损耗.分析了弯曲应变对它们的影响.结果表明单芯样品的不可逆应变小于0.15%,而多芯样品的不可逆应变在01%到03%之间,多芯导体的机械性能比单芯导体的好,增加芯数可以提高机械性能,金属包套材料对超导芯起到了增强的作用,它防止了超导芯中裂纹的进一步传播.自场损耗随外加应变的增加而增加,这种大幅度的增加与应变使带材的临界电流急剧减小直接相关 关键词： 高温超导体 临界电流 交流损耗     

外场因素对高温超导堆叠带材交流损耗的影响

REBCO高温超导带材在传输电流时会产生交流损耗,从而影响超导设备的稳定运行。基于麦克斯韦方程组,结合超导体的非线性E-J关系,使用H方法推导求解超导体交流损耗的数值计算公式,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立二维轴对称模型并进行计算。结果表明,在通入交变电流后,超导带材由于抗磁性会出现部分零磁通区域,随着传输电流幅值、磁通蠕变系数、频率及环境温度的增大,磁通穿透深度逐渐增大,零磁通区域逐渐减小,传输电流主要分布于带材两端。增大传输电流幅值、磁通蠕变系数以及环境温度中任一变量,交流损耗随之增大,而交流损耗随频率的增大而减小。合理选取超导带材参数可有效降低交流损耗,保障超导设备安全运行。     

超导磁悬浮的物理演示

论述一台高临界温度超本磁悬浮列车物理课堂演示装置，该装置为一个盛放高监界温度超导体的列车模型，在具有磁束缚的封闭磁轨道上方悬浮；或在磁轨道下方倒挂“悬浮”，并可在直线电机加速装置或旋转磁场加速装置作用下，沿这一长度约为１．７ｍ的封闭磁轨道，以悬浮或倒挂“悬浮”状态无摩擦地连续运转。     

外场下机械振动对高温超导带材交流损耗的影响

高温超导带材在磁场中传输交变电流时,将受到电磁力的作用而产生机械振动,振动对带材的交流损耗将产生影响.本文讨论了振动情况下交流损耗的测量方法,在平行于带面的直流磁场下,测量了Bi-2223/Ag高温超导带材在不同振动情况下的交流损耗.结果显示:当传输电流频率偏离样品的共振频率时,振动对带材的交流损耗影响不大;只有当电流频率在共振频率附近时,样品产生剧烈振动,交流损耗才有明显的增加;另外,带材振动时的交流损耗随频率变化曲线的斜率比不振动时略有增加.     

利用磁矢势A画出轴对称分布的磁感线

本用矢势Ａ对直螺线管内的磁感线的画法作了分析，证明了ｒＡ＝常量的轨迹即为Ｂ线，用公式（△ｒＡ）／ｒ＝常量表示了两条相邻Ｂ线的间隔。     

横向磁场中超导体感应电动势的计算

本文利用超导经典电磁理论，导出了超导体在横向磁场中切割磁感应线时感应电动势的计算公式，结果表明，与计算通常导体感应电动势的公式相同．     

铋系高温超导带材在工频交变磁场下的交流损耗

结合高频超导体的晶粒特性，研究７７Ｋ温度铋系高温超导带材在工频交变磁场下的交流损耗；结果与Ｂｅａｎ模型所预言的损耗结果一致且损耗与频率成正比，说明损耗以磁滞损耗为主，涡流损耗和耦合损耗可以忽略不计。     

FLUCTUATIONS OF FLUX LINES ON THE SURFACE OF SUPERCONDUCTOR

In this paper, we study the magnetic structure of the half-ring flux line ended on the surface of a superconductor. The elemental modes for these half-ring flux lines are the half-ellipse flux lines ended on and perpendicular to the surface. The statistics of these half-ring flux lines is, in a certain degree, similar to the vortex-antivortex pairs in thin superconducting films. An abrupt change of the thermodynamic properties for this system takes place at a temperature lower than T_c. It is analogous to the KT transition in thin superconducting films in certain sense.     

GdBCO超导体的顺磁性及低温下磁通分布的动态观测

本文研究了100～300K之间Gd1．8Ba2.4Cu3．4O7-δ（简写为GdBCO）超导体的顺磁性，对GdBCO的磁化强度随磁场和温度的变化分别在100K和0．1T进行了测试，GdBCO的顺磁性遵从朗之万顺磁性理论．在磁光显微镜下，低温12K场冷下，我们观察了从0mT～29mT磁通线进入GdBCO的超导体的过程，以及磁通线在GdBCO超导体中的分布。     

多层导体超导电缆的交流输电特性

在完成设计和制造我国第一组并网运行的超导电缆系统的工作中，我们对不同结构的超导电缆短样样品的交流载流特性进行了系统的研究，内容包括层电流均流特性、电缆失超特性、失超恢复特性、电缆载流能力和抗短路冲击能力等．结果表明，对多层螺旋导体结构的超导电缆，影响其输运电流在各导体层分布的主要因素是邻近效应．由于其零电阻特性，在相同的结构中，超导体表现出比常规导体大得多的临近效应．显著的邻近效应使多层导体结构的超导电缆的均流问题变得更加复杂．此类超导电缆有很强的抗短路电流冲击能力，能够承受高于额定电流20倍以上的短路电流，并且有很好的超导性能恢复能力．由于交流超导电缆的电压与电流相位差对电阻的变化非常敏感，所以可以被用作判断失超的预警参数用来避免热溃式失超的发生．     

熔融织构YBa2Cu2．99Li0．01Oy的交流磁化性质

在不同直流磁场、交流磁场和频率下测量了熔融织构YBa2Cu2．99Li0．01Oy样品交流磁化率的温度关系．基于非线性磁通耗散理论，研究了交流场的大小和频率x″的蜂值温度Tp的影响，获得了磁通有效钉扎势与温度、直流场和电流密度的关系，U（J，Hdc，T）（J^-cHdc-0．75（1-T^2/Tc2）^3／2，其中μ约为0．13与理论预期的μ=1／7相一致，表明该样品中可能存在涡旋玻璃相变．