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电网用高温超导储能磁体交流损耗的实验研究与分析

作　者: 陈盼盼
导　师: 方进
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 交流损耗临界电流 YBCO 测试系统电测法
分类号: TM917
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

高温超导带材及线圈的交流损耗直接关系到高温超导装置的运行成本及稳定性,对高温超导带材及线圈交流损耗的研究,一直是高温超导电力应用研究的最重要内容之一,对促进超导电力技术的发展具有重要的现实意义。在研究高温超导带材及线圈的交流损耗时,临界电流的测量是必不可少的一步。本文在介绍高温超导体直流临界电流测量判据的基础上,设计了一种多通道超导测试系统并实验验证。在虚拟仪器环境下,实现了高温超导体多路测试量的实时采集与远程监控。在此系统上完成了多组带材及线圈的临界电流的测试,为交流损耗的测量提供了可靠的前提条件。为了实现对高温超导体交流损耗的快速、准确测量,本文对交流损耗的测量原理进行了系统研究,基于改进的电测法,建立了高温超导带材及线圈交流损耗的测试平台,采用电容补偿法来实现对线圈交流损耗的测量。在此基础上,通过对锁相放大器的远程控制,在LabVIEW环境下,实现了交流损耗数据的自动测量。利用高温超导带材及线圈交流损耗测试系统,对多组高温超导样品进行了测量,获得了大量可靠的实验数据。在对高温超导体的交流损耗理论模型研究分析的基础上,从理论和实验两方面研究了YBCO高温超导单根带材、多根并联组合带材、线圈和串联组合线圈的临界电流与交流损耗的特性。同时,研究了交流损耗与频率的关系。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-22
  1.1 本课题研究背景与研究意义  10-12
  1.2 交流损耗的研究进展  12-14
  1.3 交流损耗的基本问题  14-20
    1.3.1 交流损耗的分类与产生  14-15
    1.3.2 交流损耗的基本计算方法  15-16
    1.3.3 交流损耗的测量方法  16-20
  1.4 本论文的主要工作  20-22
2 高温超导带材及线圈临界电流实验研究与分析  22-36
  2.1 直流临界电流测量判据  22-23
  2.2 临界电流测试系统设计  23-28
    2.2.1 硬件系统组成  24-25
    2.2.2 软件系统设计  25-28
  2.3 高温超导带材临界电流的实验数据与分析  28-31
    2.3.1 单根带材临界电流  28-29
    2.3.2 单根带材临界电流与场角的关系  29-31
    2.3.3 堆叠带材的临界电流  31
  2.4 高温超导线圈的临界电流的实验数据与分析  31-34
    2.4.1 超导线圈的临界电流下降的因素  32
    2.4.2 超导线圈的临界电流  32-34
  2.5 本章小结  34-36
3 交流损耗测试系统的设计与实现  36-50
  3.1 测量原理与方法  36-38
    3.1.1 测量原理  36-37
    3.1.2 测量误差的减小方法  37-38
    3.1.3 测量方法的选择  38
  3.2 测量各组件的设计与选择  38-42
  3.3 交流损耗测试系统  42-46
    3.3.1 带材交流损耗电测法  43-44
    3.3.2 线圈交流损耗电测法  44-46
  3.4 实验实现  46-48
  3.5 本章小结  48-50
4 高温超导带材交流损耗实验研究与分析  50-60
  4.1 交流传输损耗理论模型与分析  50-52
  4.2 高温超导带材交流传输损耗的实验数据与分析  52-59
    4.2.1 YBCO带材交流传输损耗与频率的关系  52-54
    4.2.2 热循环对YBCO带材传输损耗的影响  54-55
    4.2.3 并联堆叠带材交流损耗  55-59
  4.3 本章小结  59-60
5 高温超导线圈交流损耗实验研究与分析  60-70
  5.1 高温超导线圈的结构  60-61
  5.2 高温超导线圈的交流损耗理论  61-65
  5.3 高温超导线圈的交流损耗实验数据与分析  65-69
    5.3.1 线圈的交流损耗  65-67
    5.3.2 组合线圈的交流损耗  67-69
  5.4 本章小结  69-70
6 总结与展望  70-72
参考文献  72-74
作者简历  74-78
学位论文数据集  78

电网用高温超导储能磁体交流损耗的实验研究与分析

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