文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
飞轮储能器的新型高温超导悬浮轴承研究
姓名:宋波
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:曾佑文
20091201
要于两体抗磁性和钉扎作用使转轴悬浮于空中,实现无机械接触的一种新型高性能轴西南交通大学硕士研究生学位论文第能源问题是世纪人类所面临的重大课题之一。在不断开发新能源的同时,为了更有效地利用现有的能源,就需要发展先进节能技术和储能技术。早在世纪年代就有人提出了利用高速旋转的飞轮来储存能量,动能储存方式简单,并显示出储能密度高、功率大、效率高、寿命长、无污染等优点,但由于当时技术条件的限制,~直未取得突破性的进展。年代以来,磁悬浮技术突飞猛进给飞轮储能带来了新的希望。飞轮储能性能的好坏关键取决于支撑转子的轴承,高温超导磁悬浮轴承是一种利用超导承,因而具有一般传统轴承所无法比拟的优越性。本文首次提出一种具有倾斜环形永磁轨道的新型高温超导磁悬浮轴承研究方案,采用高温超导块材与环形永磁轨道组成,具有极高的悬浮效率和稳定性。针对于圆柱形超导体一环形永磁轨道悬浮系统,基于临界态模型和电流矢量位,采用了采用有限单元法对超导体内的电流分布进行分析、求解,根据洛仑兹力公式进而得到悬浮力和导向力等重要参数。在此基础上,开发了方便、快捷应用程序,利用该程序对不同参数的新型高温超导磁悬浮轴承悬浮性能进行定量分析研究,证明该研究方案的可行性和优越性,结合这些结果可为这类轴承的定量评价提供参考。关键词:飞轮储能;高温超导磁悬浮轴承;悬浮力;导向力
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醐:叫“分旧指导老师签名:露琉学位论文作者签名:泉旋西南交通大学学位论文版权使用授权书槐C躣,使用本授权书。日期:、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”
勉日期:细孵位疧西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:状翁岢鲆恢志哂星阈被沸斡来殴斓赖男滦透呶鲁即判≈岢校种轴承的结构和悬浮方式都是全新的,兼具轴向和径向轴承的组合作用,并具有很高的稳定。7⑿滦透呶鲁即判≈岢芯蔡匦缘姆治鋈砑萌砑梢杂美炊量分析某些特定结构的高温超导磁悬浮轴承的悬浮特性。帽疚某晒缘タ楦呶鲁伎椴暮陀来殴斓佬∠低车男×τ氲向作了计算分析,并据此提出具有倾斜环形永磁轨道的高温超导磁悬浮轴承的轴向和径向承载能力的计算方法,这种方法为进一步研究提供了基础。檬捣治鼋峁康闹っ髁吮疚奶岢龅男滦透呶鲁即判≈岢是完全可行的,这些结果可为这类轴承的定量评价提供参考。学位论文作者签名:
第滦髀引言将物体处于无接触悬浮状态,一直是人类追求的目标,但实现起来并不容西南交通大学硕士研究生学位论文第易,对于磁悬浮技术的研究历史最早可以追溯到十九世纪中叶。早在英国剑桥大学的恩休首先提出了磁悬浮概念,并从数学上证明Ⅲ,和距离成反平方比的恒定力场中,一个物体是不可能稳定悬浮的,从而说明单纯使用永磁体是不能使一个铁磁体在所有六个自由度都保持自由、稳定的悬浮状态。年,对此作了进一步理论分析心赋龌镜牟晃榷ㄐ允因所用物质的磁导率当人窃谧杂煽占涞闹荡螅ㄓ邢喽源诺悸蕓的抗磁性材料,才能依靠选择合理的永久磁铁结构与相应的磁场分布,实现稳定悬浮。年荷兰物理学家紫确⑾至顺嫉缧裕发现了低温超导体具有完全抗磁性∞闙热朔⑾指呶超导材料拧>桓鍪兰偷姆⒄梗裉斐嫉挠τ靡丫衔9惴海杂很多问题有待研究和完善。超导研究发展的历史大体可以分为三个阶段∞旱一阶段从年到年嘉⒐劾砺畚适溃馐侨死喽猿嫉缧缘幕本探索和认识阶段;第二阶段大体从年到年高温氧化物超导体被发现之前,这是人类对超导应用技术准备性的探索阶段;第三阶段是从年以后人类开始步入了超导技术开发的阶段,目前已经拉开了序幕。在科学技术高速发展的现代化社会,超导的应用非常广泛,以其应用领域来讲∞筇蹇煞治H龇矫妫涸诘绻ち煊蚣辞康缰械挠τ茫饕J侵傅缌ο统的应用,具有代表性的有超导磁体、超导电机、超导电力电缆等;在电子领域即弱电中的应用,具有代表性的有超导移动通讯基站、超导模拟及数字电路器件、超导量子干涉仪等;在超导悬浮方面的应用,如超导陀螺、