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脉冲励磁高温超导块材悬浮特性研究

岑冀娜  
【摘要】:1986年高温超导材料发现以来,人们在高温超导电性的理论、高温超导体的物性、材料的制备手段、材料的特性及应用等方面已经作了大量的工作,取得了很多重要结果。非理想第Ⅱ类超导体内部存在的异常区,即钉扎中心,会对磁通线的运动产生阻碍作用,使超导体具有一定的剩磁而成为超导永磁体,这是高温超导块材应用的一个重要方面。与高温超导块材自稳定性结合,可以实现高温超导块材在许多工程方面的应用不断涌现,例如超导磁悬浮车、飞轮、超导轴承、电动机等方面。本文基于永磁导轨与高温超导材料组成的磁悬浮系统分析其脉冲励磁条件下的悬浮特性,目的在于揭示悬浮特性的规律,为基于永磁导轨的高温超导磁悬浮应用提供实验数据和理论分析参考。 本文通过实验研究的方式研究了脉冲励磁后高温超导块材的磁悬浮特性。首先通过试验研究脉冲励磁条件下的高温超导块材的俘获特性,发现俘获磁场对YBCO块材生长结构和内部微观结构不均匀性十分敏感。在此基础上进一步分析了不同脉冲励磁条件对高温超导块材的悬浮力、侧向力和悬浮力刚度的影响。同时探讨了同一高温超导块材分别在零场冷条件下、场冷条件下与脉冲励磁下相关实验结果的关系。 借助数值分析的方法,通过计算机编制程序模拟相关电磁特性行为。本文采用Matlab语言编制相关程序实现了计算结果动态可视化。考虑到数据的前后处理问题,程序中间过渡采用数据调用法。最后介绍了程序平台的友好界面以及相关的界面参数,由于数值分析参数来源于理论计算和实验结果的比对,数值分析的结果具有一定的参考价值。


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