制冷机直接冷却高温超导磁体的实验研究

利用5W／20K GM制冷机对高温超导磁体(HTS-SMES)进行了直接冷却实验研究，HTS磁体用Bi-2223带材绕制，内径72mm，外径112mm，高110mm,高温超导磁体经过16h冷却，达到25．4K低温温度.磁体轴向温差为2．8K，径向温差小于1K．实验表明，设计的高温超导磁体直接冷却结构和实验装置是可行的,为高温超导磁储能磁体直接冷却取得了理论分析依据和买验数据.     

相对论返波振荡器超导磁体的研制（英文）

一台相对论返波振荡器匀场超导磁体现已完成设计、制造和测试,磁体室温孔径为30mm、中心场为5.51T.为了提高磁场的均匀性,设计的磁体由3个同轴线圈组成.所有的超导线圈串联运行,并由1台电源供电.磁体轴向从-30mm至30mm处磁场均匀性优于±0.5%.磁体可以通过超导开关进行闭环运行.此外,利用一对高温超导电流引线和两级GM制冷机(4.2K@1.5 W)可以实现超导磁体的零液氦蒸发.这里给出了该超导磁体的设计、制造、力学分析,并给出了磁体的测试结果.     

舰船电力系统用1 MJ高温超导储能磁体设计研究

介绍了舰船电力系统用的1MJ螺管型高温超导储能磁体的设计优化步骤，给出了用Bi-2223超导带进行1 MJ磁体线圈的设计和优化结果，分析了高温超导体的各向异性对磁体临界电流的影响，讨论了储能容量一定的多螺管磁体系统在漏磁、储能密度和所需超导线材方面的变化。     

轨道交通用高温超导直线感应电机的设计与测试

高温超导直线感应电机对于城市轨道交通的发展具有重要意义.参考常规铜绕组直线感应电机的设计理论,对高温超导直线感应电机进行设计.结合高温超导带材的特性,设计超导绕组线圈的结构并选择单层整距集中绕组结构的方式对线圈在初级铁芯上进行排列,采用无磁材料制作薄壁杜瓦,最后将各个部分整体组装成高温超导直线感应电机试验样机.运用有限元分析软件ANSOFT对所设计的电机建模并进行仿真计算.制作铜绕组试制样机并搭建直线电机牵引测试平台对制作的电机样机进行测试,将试验结果和仿真结果进行对比分析,验证设计的合理性与可行性.     

高温超导交流电缆电流分布及结构优化的研究

针对高温超导电缆各导电层电流分配不均将导致交流损耗增大的问题，计算了导电层自感和层间互感，然后依据超导电缆的等效电路模型，给出了求解各层电流的电路矩阵方程．以各导电层的绕向角、绕制方向和层半径为优化变量，以各层电流均衡分布建立目标函数，考虑带材的机械性能、临界电流等约束条件，采用遗传一模拟退火优化方法，对电缆导电层进行结构参数优化．计算结果表明，通过优化调整电缆导电层的结构参数，各层电流可以达到均衡分布，交流损耗显著降低．     

直接冷却超导磁储能磁体加载实验与热分析

阐述了35 kJ高温超导磁储能系统及其实验装置,通过对直接传导冷却超导磁储能磁体进行电流加载实验,对磁体进行了动态热分析.研究表明:在变流器对超导磁储能磁体充放磁储能过程中,磁滞损耗是功率损耗的主要部分,对磁体温升影响最大;减小变流器直流侧频率有利于抑制磁体温升.基于热稳定性分析了导冷结构的优化因素,指出直接冷却导冷结构应强化关键部位(磁体上部)的传热,以减小磁体轴向温差.     

磁耦合谐振式超导无线输电频率特性

传统无线输电系统在低频条件下的传输效率较低, 限制了其在电动汽车、水下潜艇等低频大功率无线输电场景的应用. 针对此问题, 提出使用高温超导线圈替代铜线圈的解决方案. 通过理论分析和实验验证, 研究了不同工作频率下超导与铜无线输电系统的传输特性. 结果表明, 超导线圈相比于铜线圈具有更低的电阻和更高的品质因数, 在低频条件下超导线圈具有独特优势, 同时证明了在低频工作的无线输电系统中, 使用超导线圈可大幅提升系统的输出功率和传输效率.     

Bi系银包套多芯带材焊接的实验研究

对Bi 2223/ Ag多芯高温超导带材的焊接技术进行实验研究.焊接采用单轴方向不同压力下进行压接;另外在压接后,对不同压力压接下的样品进行热处理.实验结果表明:在77 K自场条件下,超导接头在压应力约为1.96×107 N/m2和热处理温度约为850 ℃时,得到焊接接头具有最高临界电流,其自场下临界电流约为带材临界电流的85%.     

简易高温超导体临界电流测量系统电流源的设计与开发

高温超导体的临界电流值是超导材料基本的参数之一。研制了利用LM12运算放大器和3DD12B-T型三极管联合放大电流、通过计算机采用VB语言编程控制电流输出的高温超导临界电流测试系统的电流源。经过对Bi系超导带材的临界电流测试实验表明,所设计开发的高温超导电流源具有较大输出、可控和稳定性好的特点。     

二代高温超导材料的应用技术与发展综述

以钇钡铜氧化合物为代表的第二代高温超导材料具有高临界磁场、高临界温度、高电流密度等本征物理优势.第二代高温超导材料的超导电性自被发现以来,便受到了世界范围内的广泛关注.近年来,随着超导带材制备工艺的逐步成熟和应用技术的不断探索,二代高温超导材料在各行业中的应用正由实验室走向实际应用.结合国内外二代高温超导技术的主要发展趋势,重点介绍了上海交通大学在二代高温超导材料制备以及超导应用领域取得的主要进展.