超导电力测试用高压振荡发生器的设计和仿真

针对超导电力系统中超导电缆和超导储能线圈测试需要模拟短路冲击大电流的试验需求,提出了基于脉冲电容器的高压振荡发生器设计方案并对电路进行了理论分析和电路仿真,着重分析了回路电阻对振荡电流持续时间的影响。仿真结果与理论分析结果相吻合,该结果表明:所设计的高压振荡发生器可以实现25 k A的峰值电流输出,衰减时间可达1 s,能够满足当前超导电力电缆或超导储能线圈冲击大电流试验的需要。     

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.     

新型桥式高温超导故障限流器的设计

针对电力系统的短路电流限制问题,研究了一种新型桥式高温超导故障限流器.该限流器主要由两个超导带材绕制的线圈反向并联而成,线路正常工作时,并联线圈的感抗很小,因此对电路无影响,短路故障发生时,其中一个线圈失超使电流降低,对另一线圈影响减弱,限流器表现为一个大阻抗,从而限制短路电流的快速增加.在给定交流电力系统参数的条件下,结合电磁仿真软件,给出了两个超导线圈的具体尺寸.使用PSpice电路仿真软件对限流器的限流性能进行仿真分析,与无限流器时的仿真数据相比,该限流器反应速度快,限流效果明显,尤其第1个短路电流的峰值可限制到无限流器电流值的35.36%,有效减缓了电流的上升速度.最后,讨论了系统电流和线圈参数对限流器限流性能的影响.     

超导射频接收线圈品质因数

对超导材料应用于射频接收线圈进行了实验和仿真研究.结果表明,使用超导材料代替铜制成接收线圈可提高品质因数.仿真结果表明使用保留圆环内层护套的超导谐振电感制作接收线圈,也可有效提高谐振回路的品质因数.     

基于空间矢量的电流型超导磁储能瞬态功率控制

超导储能线圈通过变流器与电网连接,从上层控制来说,四象限功率控制是基本的底层控制。本文使用空间矢量和瞬时功率理论,提出一种电流型超导磁储能瞬态四象限功率控制算法,通过电压空间矢量计算出瞬时功率需要的电流空间矢量,然后根据超导线圈电流,确定变流器开关状态和时间,不仅具有瞬时功率控制,而且具有一定准确度和抗干扰能力。最后使用该算法设计了功率开环和闭环CSMES瞬时功率控制系统。     

二项式光场与负二项式光场对超导量子比特读出电流的影响

研究了二项式态光场和负二项式态光场与耦合超导量子比特相互作用下的超导电流的时间演化规律.研究结果显示:在确定的二项式态或负二项式态光场中,耦合超导量子比特的初始量子态对穿过自身的超导电流的动力学行为几乎没有影响;但光场的量子态,尤其是光场参数对超导电流的动力学行为具有调控作用.因此,通过测量超导量子比特的输出电流,能够探测量子光场的统计性质.     

磁共振成像超导接收线圈品质因数的仿真分析

为了便于研究超导接收线圈的品质因数与谐振频率之间的关系,运用Ansoft HFSS高频电磁仿真软件,按照Bi2223/Ag超导接收线圈的实验装置建立了仿真模型,分析得到了谐振回路的频率特性曲线,仿真结果与实验结果基本一致.通过调整谐振回路谐振电容的大小改变其谐振频率,得到了超导接收线圈的品质因数与不同谐振频率之间的关系.结果表明,只有在较低频率下,使用超导材料制作的射频接收线圈才能有效提高其信噪比.     

桥路型超导故障限流器的数字仿真研究

桥式超导故障限流器,它由超导磁体、二极管桥路和直流偏压源组成.将其接入电网,当电力系统正常运行时,超导体电阻几乎为零,对电力系统运行无影响;当电网发生短路故障,超导线圈被自动串入线路,从而限制了短路电流,使得轻型断路器可以正常动作.本文通过PSCAD对超导故障限流器的运行特性进行仿真,证明超导故障限流器可以在电力系统中应用.     

水下冲击大电流间接测量方法研究

分析了水下冲击大电流放电等效回路的微分方程;根据其中的电压方程,采用信赖域算法对测得的储能电容器放电电压波形数据进行数值计算,获得冲击电流的衰减系数,进而通过电流方程间接获得电流波形。该方法不影响脉冲功率装置的工作状态,避免了在水下放电电极之间接入罗科夫斯基线圈而带来的电感额外增加问题;也避免了罗科夫斯基线圈的防水密封问题,获得的电流波形数据反映了脉冲功率装置在水下的真实放电状态,可作为水中等离子物理研究的间接测量手段。     

超导与化学

1 超导与其发展史当前世界上出现了一股超导热,所谓“超导”是指导电材料在一定条件下电阻变为零的现象。自1911年发现超导现象以来,科学家已经意识到超导现象必将深远地影响未来科学技术的发展,成为各种新技术发展的关键。如用超导状态的电线制成闭合线圈,在这种超导线圈中由于没有电阻,故在无电压下电流仍能持续流动,因而可产生磁场,这种磁场即超导磁场。超导技术的应用包括超导强磁和超导弱磁,一旦超导材料在应用     

FBD型CO高变催化剂低汽气比性能及其工业应用

介绍了FBD型CO高温变换催化剂的低汽气比性能和热稳定性.与B112型CO高变催化剂及国外同类型ICI71-4催化剂相比,FBD催化剂在低汽气比条件下具有更高的低温活性和热稳定性.工业使用情况表明:FBD型CO高变催化剂在低汽气比条件下能够长期运行,活性下降不明显,抗副反应能力很强.     

Numerical analysis on the current-sharing temperature of LTS/HTS hybrid conductor

The research of LTS/HTS hybrid conductor is a more recent topic in superconducting domain,and the current-sharing temperature is a key parameter to identify the characteristic of superconducting material.In this paper,based on the power-law model,the current-sharing temperatures for LTS and HTS were calculated respectively,and the calculated results have a good agreement with the existing equation results.The current-sharing temperature of a LTS/HTS hybrid superconducting conductor was numerically calculated.The calculated result of hybrid conductor shows that its current-sharing temperature can increase at least 0.2 K compared with typical LTS conductor with the same normalized transport current,so that the stability of this hybrid conductor is better than typical LTS supercondutor.It indicates that this LTS/HTS hybrid conductor as the substitutes of low-temperature superconductor,will have a wide application prospect and talent commercial value.     

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.     

Design and research of torque tube used in HTS motor

In order to improve the overall performance of high temperature superconducting （HTS） motor, a radial connection torque tube with high strength and low thermal leakage has been designed. Firstly, fiberglass epoxy composite is chosen as con- struction material. The structural size of the torque tube is obtained by means of load analysis and theoretical calculation. Secondly, thermal leakage of the torque tube is calculated with both theo- retical method and 3D finite-element analysis （FEA）. According to the result of the thermal analysis and mechanical loads, the struc- tural stresses of the torque tube are also obtained by FEA method. Lastly, a low temperature test platform is developed to verify the strength and the thermal leakage of the torque tube. The results show that the maximal shear stress of the torque tube is 24.3 MPa and thermal leakage of torque tube is 10.5 W, which satisfy the design requirements of the HTS motor. The torque tube also works in good condition at full-power and full-torque testing of the motor. The design method is also applicable for other similar design of torque tube in other applications.     

青藏铁路典型地段变形特征分析

冻土区路基变形问题的核心就是研究路基内地温的变化.通过分析青藏铁路典型地段气温地温均低、气温高地温低、气温地温均高3种不同地段在工程热扰动阶段、路基趋于稳定阶段、铁路长期运营阶段的地温变形原始资料,得到相应地段在不同时期的地温和变形特征.分析结果表明,气温、地温均高地段路基抵御未来气温升高的能量积累不足,产生的沉降变形量最大,因此必须采用相应的工程措施.     

High temperature super-conducting (HTS) C-band oscillator with phase noise of -134 dBc/Hz

A high Q HTS cavity resonator with resonating frequency fo = 5.624 GHz was fabricated using high quality HTS film and high purity sapphire. The unloaded quality factor of the HTS resonator was as high as Qt = 1.09×106 at the nitrogen temperature, 77 K. A HTS local oscillator combining the high Q cavity resonator with a C-band low noise GaAs HEMT amplifier was then designed and constructed.The phase noise of the oscillator, measured by a HP 3048A noise measurement system, is -134 dBc/Hz at 10 kHz offset when the temperature is 77 K. This result is close to the best level reported by other groups in the world.     

邢台钢铁厂高炉渣主要性质的实验室测定与研究

对邢钢高炉渣粘度、脱硫能力、熔化温度进行了取样测定,并推测了熔化性温度和热稳定性;判定该渣系比较难熔且热稳定性不良的短渣,高温下流动性好但脱硫能力一般;配合系列人工合成渣样实验研究,初步预报了邢钢高炉渣适宜的成分范围。     

厦门地区典型农村住宅夏季室内热环境实测与分析

实地测试厦门地区具有代表性农村住宅的夏季室内热环境参数,运用统计分析方法对测试结果进行对比分析.结果表明:受测农宅的室内空气温度变化趋势与室外温度变化趋势基本相同,低于室外空气温度,室内空气温度与黑球温度差别小;海拔高度高、建筑密度低的农宅室内空气温度低、热稳定性差,静风状态下的热舒适性较高;混合结构的农宅室内温度比采用传统建材的高,但稳定性更好,建筑材料对农宅室内热环境的舒适性影响相对较大.     

低温供暖系统中散热器与风机盘管的供暖效果

本文利用Airpak软件对北京地区煤改电中某农机站小型食堂进行室内热环境的数值模拟,对采用散热器和立式风机盘管两种不同散热末端的房间进行流场模拟,分析人员静坐状态下（1.2 m高度水平面）的温度场、速度场、预计平均热感觉指数（PMV）和预期不满意率（PPD）,通过流场模拟与实测结果的分析说明了在低温供暖系统中采用散热器和风机盘管两种不同的散热末端的特性以及对室内热环境的影响。结果表明,在同一个热源下,使用风机盘管进行供暖的房间在温度和PMV-PPD指数上优于散热器房间,人们的不满意度较小;使用散热器进行供暖的房间温度稳定性较好,适合需要连续供暖的房间;采用数值模拟得到的房间温度略低于实测温度,在一定程度上可以为北京地区煤改电中低温供暖系统合理选择散热末端提供参考。     

High temperature superconducting (HTS) C-band oscillator with phase noise of −134 dBc/Hz

A high Q HTS cavity resonator with resonating frequency f₀= 5.624 GHz was fabricated using high quality HTS film and high purity sapphire. The unloaded quality factor of the HTS resonator was as high as Q _u= 1.09xl0⁶ at the nitrogen temperature, 77 K. A HTS local oscillator combining the high Q cavity resonator with a C-band low noise GaAs HEMT amplifier was then designed and constructed. The phase noise of the oscillator, measured by a HP 3048A noise measurement system, is ?134 dBc/Hz at 10 kHz offset when the temperature is 77 K. This result is close to the best level reported by other groups in the world.