文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
小型实验超导磁体的稳定性分析与综合保护系统设计
姓名:李峰
申请学位级别:硕士
专业:电工理论与新技术
指导教师:王豫
20090501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文超导磁体可以在较大的空间内产生高磁场,而所需的励磁功率却很小,且在超导条件下,磁场保持恒定。目前,超导磁体技术已成功应用于科学研究、电力系统、轨道交通、生物医疗等众多领域。本文以实验室用的具有快速放电要求的小型低温超导储能磁体为主要研究对象,首先概述了超导电性的发展历程,并重点介绍了超导磁体技术及其应用现状,阐明了课题的研究背景及意义。针对磁体,论文对超导线圈稳定性、磁体的绝缘结构、超导线的失超机理进行了较为详细的理论分析;在分析磁体的稳定性时,采用绝热稳定与动态稳定的方法,计算表明磁体满足绝热稳定和动态稳定判据。本文建立了实验磁体的三维失超传播模型及简化二维模型,并在深入分析磁体失超实验波形的基础上,展开相关参量的计算工作,掌握磁体失超后内阻变化的特点,为磁体失超保护阈值设定奠定理论基础。在设计磁体的综合保护系统时,本文比较了常用的失超检测和保护方法的优劣,同其它检测方法相比,采用桥式电路电压检测方法具有来对磁体开展分阶段保护,即磁体充电运行阶段的失超保护和放电阶段的过压保护,同时对系统电路中桥式检测电路、绝对值电路、滤波放大电路、过压保护电路等开展计算与仿真工作,使得整个系统电路能够满足超导磁体失超信号判断、失超保护及磁体过压保护的具体要求;本文还讨论了两种比较实用的小型磁体快速放电方法,即利用非线性电阻器或预充电至一定电压的电容器来对磁体放电,仿真和实验结果均表明,这些方法可有效提高磁体的放电速率,并为提高磁体失超保护的可靠性提供了有益参考。论文最后有针对性地阐述了基于检测磁体失超后电阻变化速率的失超检测方法,这种方法可以更为迅速、准确地对磁体的失超现象做出判断,有效避免失超对磁体带来的损害,提高磁体失超保护的可靠性。第更为明显的优势,并提出根据磁体在充电运行及放电阶段的不同工作特点,关键词:超导磁体;磁体稳定;保护;失超
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、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉”学位论文作者签名:日期:指导老师签名:日期:
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⒄西南交通大学硕士研究生学位论文年,荷兰莱顿大学的卡末林一昂尼斯甇,—淌谑状纬晒Φ匾夯俗詈笠恢帧坝谰闷濉焙佣竦了牡臀吕湓矗5臀挛锢硌芯看丛炝饲疤崽跫辏耗崴狗现当汞被冷却至液氦温度时,其电阻值急剧下降至零,他将这种奇异的现象称为超导电性,简称为超导性。具有超导性的物质就是超导体,它从呈现一定电阻值的正常状态转变为超导态所对应的温度称为临界温度疋,一般金属的疋极低。超导体在临界温度以下电阻消失的现象,一般称为零电阻现象,这是超导体的基本特性之一。年,德国物理学家迈斯纳⑾郑继逡坏┙入超导状态,体内的磁通量将全部被排出体外,磁感应强度恒为零,这种特超导体表面感生了一个分布和大小刚好与外界磁场相同的磁场,使得超导体内合场强为零,对外表现出外界磁场无法穿越的特性。当磁场达到一定数值时,超导体的超导电性就会被破坏,超导体由超导态转变为正常态,人们把破坏超导电性所需的最小磁场称为临界磁场第性称为完全抗磁性,又称为迈斯纳效应一。完全抗磁性是因为在图耆ǹ勾判詅正常态下磁场分布”超导态下磁场分布
段。若记超导体在绝对零度下的临界磁场为敲匆谥涤胛露燃渚哂除了疋和风外,限制超导电性的另一个重要