导读:本文包含了高温超导装置论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:托卡马克,CICC,交流损耗,Bi-2212
高温超导装置论文文献综述
何宇翔[1]（2019）在《高温超导Bi2212 CICC交流损耗特性与实验装置研究》一文中研究指出能源是人类社会发展中的重要资源,今日人类消耗的能源中化石能源的比例超过80%,但是化石能源如煤、石油、天然气等并不是理想的能源。使用过程中产生温室效应、大气污染,而且储量有限,不利于人类社会可持续发展。核聚变发电技术清洁、可靠,而且原料储量巨大,核聚变发电代表了人类社会未来能源发展的方向。聚变发电技术的美好前景吸引着世界各国纷纷投入实验研究。经过多年理论设计与实验验证,托卡马克未来将发展成可靠的聚变反应装置,为人类提供无限能源。在聚变发电实验研究的热潮中诞生了国际热核聚变实验反应堆(ITER),这是一项大型国际科技合作项目,中国是这个国际合作项目中的重要参与方。与此同时国内也建起了全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),这两个大科学装置与科研项目将中国带入了国际聚变科学研究的前沿。未来中国还将继续建设中国聚变工程实验堆(CFETR),验证聚变发电工程的各项技术,为将来的示范反应堆铺平道路。在聚变反应实验装置中,等离子体温度高达上亿度没有任何材料能与之接触,所以必须用磁场将等离子体悬浮、约束起来。因此超导磁体是一项关键技术,它不仅支撑核聚变反应的稳定运行而且与聚变反应的功率密切相关。比起常规磁体来超导磁体能产生更强的磁场、稳定运行时间更长、能耗更低。因此,聚变实验装置使用由铠装电缆导体(CICC)绕制的超导磁体是未来的发展方向,CICC制造技术是聚变实验中的一项关键技术。在直流电流或者稳定的外界磁场环境下,由复合超导材料制造而成的CICC导体可以无损耗地运行,但是实际的工作环境中CICC常常要经历电流、磁场的变化,甚至是等离子体破裂导致的磁场剧烈变化。在这样复杂的电磁环境下,CICC内部的超导体中钉扎的量子化磁通线会移动产生磁滞损耗,CICC中相互接触的股线、子缆间会产生各种电流回路从而产生耦合损耗,甚至在CICC外层的铠甲中也会因为磁场变化而产生涡流从而产生涡流损耗。这叁种损耗都会导致电磁场能量耗散为热能,从而使CICC的温度升高,增加制冷系统的负担,影响磁体系统运行的稳定性。因此,在设计或生产新的超导导体、超导接头时一定要测试导体的交流损耗性能。测试获得的导体交流损耗密度数据能用于指导导体结构设计改进、制冷系统设计、磁体设计等。本文介绍了一种新型的交流损耗测试装置,可以用于测试超导导体、超导接头等超导样品的交流损耗性能。该测试装置主要分为叁个子系统:(1)低温杜瓦系统;(2)磁体系统;(3)量热法测试系统;(4)pick-up测试系统。利用Twente大学的同类型装置测试了一个小尺寸Bi-2212导体的交流损耗,并结合测试结果分析了样品的交流损耗性能。该装置的研制填补了国内研究的空白,为未来我国的超导材料及聚变能源的发展创造了有利条件。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
张海峰,胡南南,杨明昆,丁先庚,丁怀况[2]（2018）在《用于高温超导带材载流能力测试的实验装置研制》一文中研究指出在不同的环境温度、磁场强度以及磁场应加角度下,高温超导带材的载流能力Icc也会存在较大的不同。为了测定高温超导带材在不同温度及复杂磁场下的载流能力,研制了一套实验装置。该实验装置可以提供0~4T任意角度磁场、20K~77K任意温度环境、0~1,000A稳定通流能力的平台。(本文来源于《低温与超导》期刊2018年09期）
杨张伟[3]（2018）在《高温超导带材通流特性测试装置研制》一文中研究指出随着与超导材料商业化应用相关的研究越来越丰富和深入,超导材料已经被广泛应用于很多领域。临界温度高于液氮温度的高温超导材料的出现,为超导材料的大规模研究和应用打下了基础。以高温超导材料为基础制备的高温超导带材具有远高于铜导线的电流密度和零电阻特性,因而被用于代替传统电力设备中的铜导线,由高温超导带材组成或含有高温超导带材的电力设备即为超导电力设备,其高能量密度和高效电能传输相对于传统电力设备有很大优势。目前,常见的超导电力设备,如超导限流器、超导电抗器、超导变压器、超导电缆等,已经被研制出样机并挂网运行。但是,超导电力设备仍未被广泛应用于电力系统中,主要原因是高温超导带材的临界电流导致超导电力设备在电力系统中的应用可靠性不足。任何超导电力设备在设计阶段都要以高温超导带材的通流特性为基础,而基于更为丰富的通流特性进行设计可以提升超导电力设备的应用可靠性,因此需要研制针对性的装置测试高温超导带材的通流特性。本文基于一台包含制冷系统的高温超导背场磁体研制了一套实验室用高温超导带材通流特性测试装置,研制过程包括叁步:(1)设计并制作了为待测试样品带材通流500A的一对样品电流引线,该电流引线采用常导段加超导段的二元结构。在设计中利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,常导段设计采用最小热功率法,超导段设计综合临界电流分布曲线法和实验。常导段采用半径6mm、长度700mm的紫铜棒,并根据背场磁体中的空间进行了弯折。超导段采用4根SuNAM SCN12500高温超导带材并联,4根带材被焊接在两端有铜接头的环氧板上。(2)设计、制作并安装了保证待测试样品带材处于背场磁体中心的样品架及固定臂,样品架可旋转0°～90°任意角度,能满足测试高温超导带材各向异性的需求。然后利用热流图法设计、制作并安装了导冷结构,理论上利用制冷机和液氮可保证各部位温度满足测试要求。接着用有限元仿真软件建立了仿真模型,通过仿真分析进一步设计并制作了样品带材温度控制模块,该模块可以控制并保持样品带材为最低温度至77K间任意温度。最后通过有限元仿真模拟了实验过程。(3)根据装置的特点与高温超导带材临界电流特性测试需求设计并搭建了数据采集系统,数据采集系统设计包含硬件设计和软件设计,其中软件设计基于Lab VIEW。该数据采集系统分为两部分,一部分是状态监测系统,用于监测装置运行状态,保证装置运行安全性;另一部分是实验测量系统,本文以样品带材临界电流测试实验为例进行了设计。最后,通过实验验证了数据采集系统设计的可行性,实验结果表明该装置可测试35K～77K间任意温度样品带材的通流特性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-21）
李杨,杨文将,叶茂,刘宇,李晓东[4]（2017）在《高温超导悬浮装置的冷却结构设计与试验》一文中研究指出针对高温超导磁悬浮微小推力测量系统中超导体的冷却效果难以保证的问题,对超导体的冷却结构进行优化设计和试验,在对常规超导磁悬浮单元结构冷却过程温度场和涡流损耗的仿真分析的基础上,设计了预紧的双导热通路冷却结构。预紧的Al_2O_3陶瓷盖板、铜柱和冷头构成的双导热通路结构,提高了结构的冷却效率,显着降低了超导体冷却的平衡温度,并且超导体内部温度更加均匀;引入的Al_2O_3陶瓷和石墨垫片等非金属材料,在保证良好导热的同时,降低了冷却结构的涡流损耗,提高了测力结构的测量精度。仿真分析和试验验证表明,所设计结构可以使YBCO超导块在短时间内达到良好的冷却效果,并且稳定地维持在超导态,达到微小推力测量的需求。(本文来源于《中国科技论文》期刊2017年22期）
杨平[5]（2017）在《兆瓦级高温超导直流感应加热装置的关键技术研究》一文中研究指出在铝合金挤压型材生产过程中,通常需要采用电磁感应加热的方法进行预热处理,传统的交流感应加热技术在加热铝、铜等非铁磁材料方面效率较低,仅为40-45%,电能浪费严重,同时还存在加热不均匀等问题。采用高温超导磁体开发直流感应加热装置,系统效率可以高于85%,不仅具有节能、环保的优点,而且同时具备加热均匀、加热质量高的优势,具有广阔的市场前景,是当前国际高温超导应用研究的一个热点。兆瓦级高温超导直流感应加热装置在预加热铝工程应用中的很多关键技术需深入研究。针对设计中遇到诸多新的技术挑战,搭建了1#实验原型机,即小口径超导线圈磁体实验原型机,用于磁体设计模型验证和保护电路验证;同时搭建了2#实验原型机,即小功率10 k W感应加热实验原型机,用于尖峰转矩特性验证和温度梯度特性验证。基于1#、2#实验原型机的验证结果,对兆瓦级超导直流感应加热装置样机的关键技术进行深入分析。本文主要对开发中的技术难点,重点研究了四个关键技术:1)重点研究了含铁芯超导磁体的设计和优化。针对含铁芯的磁体体积大、电感容量大、超导带材用量大的特点,对超导磁体的参数进行优化时,主要包括带材用量优化设计及磁体尺寸优化。首先建立兆瓦级超导直流感应加热的仿真模型,给出优化目标,并给出了仿真计算的优化结果。2)应用于直流感应加热的高温超导磁体的失超保护设计技术。通过仿真计算得出,大口径含铁芯超导磁体的电感大于100 H,对失超保护系统的设计带来挑战。结合感应加热装置超导磁体的特点,提出采用主动型保护方式。通过1#实验原型机,即小口径超导线圈磁体实验原型机,对该保护方式进行了仿真和实验验证。同时考虑不同封装层材料及不同厚度对失超检测电压阈值的设置、失超保护时间的选择等关键设计参数的影响进行分析,分析结果可作为失超保护系统的电气保护整定的设计依据。3)铝锭起动过程中的尖峰转矩问题。主要提出了基于飞轮储能方案的驱动技术。先介绍基于飞轮储能的用于铝锭驱动的系统架构。基于动力学方程,建立驱动系统MATLAB/Simulink仿真,分析飞轮接合过程中的耦合系统的转速、转矩和功率的动态特性,研究了飞轮的转动惯量与最小接合前转速等参数对起动动态过程的影响。本文对基于飞轮储能的驱动方案的可行性进行了较为系统的研究,为降低驱动系统的成本提供了重要的理论分析参考。4)通过调节气隙磁场实现加热铝锭轴向温度梯度的控制。针对要求实现铝锭轴向温度梯度大于100°C的设计要求,提出了可调梯度气隙磁体结构,可实现灵活调整磁体的铁芯位置。通过2#实验原型机,即小功率10 k W感应加热实验原型机,验证可调梯度气隙结构的超导直流感应加热装置的应用可行性,同时还分析了在不同梯度气隙、不同待加热锭料的情况下,对温度梯度特性的影响。最后分析了高温超导直流感应加热装置的经济性。构建了兆瓦级高温超导感应加热装置经济性的评估模型,所考虑的经济性指标包括净现值、内部收益率和投资回收期等,同时还研究了叁种功率级别,叁种不同转矩技术方案、不同铝锭参数等条件对系统经济性的影响。本文通过对四个关键技术的研究,得出最优YBCO带材长度20.26 km,飞轮储能驱动方案可解决尖峰转矩的起动困难,可调气隙磁体方案可满足温度梯度大于100oC的设计要求。这些结论将为高温超导直流感应加热装置的设计及应用提供重要的参考依据。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-05-01）
褚青如[6]（2016）在《高温超导薄膜R_S分布测试装置的研制》一文中研究指出高温超导薄膜由于其微波表面电阻小,在微波无源器件中有着广泛的应用前景。尽管如此,目前可以进行测试高温超导薄膜微波表面电阻分布的装置存在着分辨率与通用性不兼容的问题。因此建立一种可以解决上述问题的分布测试装置已成为一个迫切的需要。本论文基于镜像法测试高温超导薄膜电阻的理论,构建一种工作在较低频率下可以具有较高分辨率的新型分布测试装置。本论文主要完成以下工作:1.基于镜像法测试超导薄膜电阻的理论,提出一种新的高温超导薄膜电阻分布的测试装置模型。2.利用仿真软件,建模仿真,优化测试装置,设计出能加工实现的分布测试装置。在建好的模型中,通过仿真验证测试装置具有较高的精度和灵敏度。设计了耦合装置,使测试装置在中等耦合量下有较高的分辨率。3.研究新的测试装置的校准,来保证测试腔和校准腔结构对称,进而校准准确。同时引入了销钉紧配合的方式,保证其安装呈轴对称分布。为了准确获取金板的阻值,进而保证测试装置校准准确,设计了与测试腔工作在同样频率的金腔,利用仿真软件对金腔进行了建模仿真,设计耦合结构,最后优化金腔结构。4.搭建了分布测试装置后,先进行了校准实验,接着进行了分布测试实验,验证了新型高温超导薄膜微波表面电阻的分布测试方法可行性。新的分布测试装置工作在32GHz频率左右,分辨率达到了直径为5mm,面积为19.6mm2的圆面。且其工作频率周围1.4GHz范围内无其他杂模干扰。5.利用分布测试装置对一片两英寸的超导薄膜取了25个点,进行了分布测试,得到了这片超导薄膜的阻值分布。最后,对分布测试装置进行了15次重复性实验,验证了分布测试装置的稳定性,其测试相对不确定度仅为5.2%,远低于国家标准20%以内。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-04-01）
贺同福,王叁胜,姜利祥[7]（2014）在《一种高温超导薄膜临界电流密度感应法无损测量装置》一文中研究指出临界电流密度(Jc)是超导薄膜、块材、带材等材料的基本性能参数,决定了超导器件及设备的性能和稳定性,简易、准确的无损Jc测量方法对超导材料特性研究及超导器件的性能保障具有重要意义。本文介绍一种基于叁次谐波测量的高温超导薄膜局部临界电流密度测量方法和测量装置。研究显示,在一定幅值的初级线圈交流磁场激励下,Ⅱ型超导体会产生非线性响应,通过分析次级线圈中叁次谐波分量的幅值变化,可以推算超导体的局部临界电流密度。我们搭建了一套基于此原理、适用于液氮条件的测量装置。通过对比实验,对测量的准确性进行了验证,尤其针对微弱的微纳伏量级被测信号,采取了必要的噪声抑制措施,并通过对测量数据的校正,提高了测量的准确度。实验研究显示,基于叁次谐波测量的方法对于超导薄膜的临界电流密度的测量准确度较高,进行误差修正后,测量装置的误差小于10%。超导薄膜感应法测量装置的搭建十分方便,而且应用灵活,对于大面积超导薄膜的临界电流密度分布测量具有十分显着的优势。(本文来源于《低温与超导》期刊2014年11期）
乔宝榆[8]（2014）在《高温超导电动式磁悬浮系统装置及实验研究》一文中研究指出目前的磁悬浮列车有电磁式和电动式两类,电磁式可以实现车辆静止悬浮,但悬浮控制复杂；电动式的控制比较简单,但一般只能在车辆运动时产生悬浮。近年来,为实现车辆静止的电动式磁悬浮,出现了永磁磁轮式和高频线圈式磁悬浮。但是,永磁磁轮需要高速机械旋转,有机械损耗和陀螺仪效应；高频线圈式需要的电流频率很高,因此损耗很大,而且受频率限制,在大电流时也难以采用高温超导线圈。因此作者所在课题组提出了一种新结构、新原理的电动式磁悬浮方案,即采用车载轴向磁通旋转磁场与地面非铁磁感应板相互作用产生的推斥力实现电动式磁悬浮。由于在产生同样悬浮力情况下,旋转磁场所需电流频率相对高频线圈磁悬浮较低,所以拟采用高温超导带材制成盘形感应电机绕组,以提高励磁电流、降低电损耗。本文基于以上提出的高温超导旋转磁场电动式磁悬浮系统,对其进行装置设计及其实验性能研究。由于高温超导带材的价格昂贵,在研究高温超导磁悬浮电机前对同原理的铜绕组磁悬浮电机的研究也是很有必要的。本文首先对磁悬浮技术的特点和国内外的发展作了简要介绍,在此基础上提出了本论文的选题意义。接下来通过对电磁场分析理论基础的总结,利用Ansoft对铜绕组的盘式感应悬浮电机进行了叁维建模与仿真,主要分析了其悬浮力随不同条件变化的特性。然后推导出了感应悬浮电机的等效电路,结合仿真结果分析得到本实验应采用的实验方法。接下来在介绍了国内外典型的高温超导磁悬浮实验平台的基础上,然后根据本课题要求设计并研制了适用于本课题单台电机的多功能的实验平台,并提出了一种整体实验平台的设计方案。最后利用所设计的实验平台,根据分析总结出的应采用的实验方法对单台铜绕组磁悬浮电机进行实验,研究测试了其在不同电流、不同气隙下的力特性,并与仿真分析结果进行比较,可知实验结果与仿真结果非常相近,表明了设计的正确性,对电机的优化及以后的高温超导电机的研究有一定指导性的意义。(本文来源于《北京交通大学》期刊2014-03-01）
郑志强[9]（2013）在《冷绝缘高温超导电缆中间连接装置的设计》一文中研究指出高温超导电缆由于其独特的体积小、重量轻、损耗低、无环境污染等优点,必将在未来大容量输电的中占有重要地位。高温电缆中间连接装置是整个高温超导电缆系统中的重要组成部分之一,电缆中间连接装置的设计则是电缆系统设计的关键技术之一。首先讨论了高温超导电缆中间连接装置区别于常规电缆中间连接装置的结构形式。然后通过高压实验对包括环氧树脂、点胶聚酯薄膜、多层绝缘纸等在内的绝缘材料在低温下的电气性能进行了较为深入的研究,进行了工频耐压试验,雷电冲击试验等一系列工作,掌握了绝缘材料低温环境下的电气参数。分析了高温超导电缆用波纹管内的液氮流动特性,得到了液氮同向流动下高温超导电缆的泵浦损耗值,并结合电缆的磁滞损耗、涡流损耗、介质损耗等,建立了高温超导电缆轴向温度分布方程,得到了3000m长220kV超导电缆轴向温度分布曲线。以35kV高温超导电缆中间连接装置的模型为例,通过理论计算得到了包括电缆中间连接装置处增绕绝缘的厚度、应力锥的形状与长度以及反应力锥的形状与长度等重要参数,用有限元法对电缆中间连接装置处的电场强度进行了数值分析,以验证所提出模型的正确性。提出了详细的符合国家标准的35kV高温超导电缆中间连接装置的试验方案,包括交流耐压试验、直流耐压试验、冲击耐压试验和局部放电试验等,模型的绝缘合理性与否最终应由试验结果决定。最后,提出了即将与电缆本体、终端组装完成并进行集成试验的220kV高温超导电缆中间连接装置结构设计方案。(本文来源于《华北电力大学》期刊2013-03-01）
吴磊[10]（2013）在《基于IEC 61850的高温超导电缆保护装置研究》一文中研究指出高温超导电缆具有传输容量大、损耗小、无污染等显着优点，为实现大容量电力的高效传输提供了一种新的解决方案。高温超导电缆保护是保证超导电缆运行安全的关键二次设备。在数字化变电站改造建设浪潮的推动下，研究适用于数字化变电站的高温超导电缆保护装置具有重要意义。论文以我国110kV冷绝缘高温超导电缆示范工程为依托，围绕基于IEC61850的高温超导电缆保护装置展开研发工作。论文结合高温超导电缆的技术特点，指明了其在解决快速增长的电力需求问题方面存在的巨大作用；在电力系统新技术不断发展的背景下，分析了高温超导电缆与数字化变电站相关技术的研究现状及发展。论文总结了高温超导电缆系统发生故障的主要原因，指出了实现高温超导电缆保护技术的重点在于对超导带材的性能分析和对故障电流冲击下的失超分析；在对分层保护、差流保护与沿线温度保护等原理进行研究的基础上，提出了适应于冷绝缘结构的高温超导电缆综合保护策略。论文根据数字化变电站的技术特点和应用要求，提出了基于IEC61850的高温超导电缆保护装置的总体设计方案。针对数字化变电站保护功能不依赖于同步信号的规范要求，提出了一种在外部同步信号失效时，根据点对点光纤的不同延迟进行插值同步的解决方案。为了适应与制冷系统的信息交互，提出了一种符合IEC61850标准的GOOSE网络传输非电气量的方法，即：只有心跳、无快速重发的GOOSE网络周期发布方法，满足工程应用要求。为了提高研发效率和质量，超导电缆保护装置利用现有硬件平台进行二次开发。论文根据硬件平台的技术特点和超导电缆保护装置的功能要求，进行了保护软件的设计和开发。文中介绍了软件系统的模块化设计方法、程序流程和主要保护算法。保护装置开发完成后，进行了保护装置的虚端子测试、网络报文测试及保护功能测试。文中介绍了主要测试内容和结果。测试情况表明，保护装置运行稳定，各项功能满足设计要求。(本文来源于《华中科技大学》期刊2013-01-01）
高温超导装置论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在不同的环境温度、磁场强度以及磁场应加角度下,高温超导带材的载流能力Icc也会存在较大的不同。为了测定高温超导带材在不同温度及复杂磁场下的载流能力,研制了一套实验装置。该实验装置可以提供0~4T任意角度磁场、20K~77K任意温度环境、0~1,000A稳定通流能力的平台。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高温超导装置论文参考文献
[1].何宇翔.高温超导Bi2212CICC交流损耗特性与实验装置研究[D].中国科学技术大学.2019
[2].张海峰,胡南南,杨明昆,丁先庚,丁怀况.用于高温超导带材载流能力测试的实验装置研制[J].低温与超导.2018
[3].杨张伟.高温超导带材通流特性测试装置研制[D].华中科技大学.2018
[4].李杨,杨文将,叶茂,刘宇,李晓东.高温超导悬浮装置的冷却结构设计与试验[J].中国科技论文.2017
[5].杨平.兆瓦级高温超导直流感应加热装置的关键技术研究[D].上海交通大学.2017
[6].褚青如.高温超导薄膜R_S分布测试装置的研制[D].电子科技大学.2016
[7].贺同福,王叁胜,姜利祥.一种高温超导薄膜临界电流密度感应法无损测量装置[J].低温与超导.2014
[8].乔宝榆.高温超导电动式磁悬浮系统装置及实验研究[D].北京交通大学.2014
[9].郑志强.冷绝缘高温超导电缆中间连接装置的设计[D].华北电力大学.2013
[10].吴磊.基于IEC61850的高温超导电缆保护装置研究[D].华中科技大学.2013