摘要：在超导磁悬浮支承系统中,如果被悬浮的超导球形转子是一个理想的球体,并且是表现出完全的迈斯纳态,那么由于球体的对称性,就不会产生干扰力矩.但实际的情况并非如此,一般情况下,超导球形转子总是存在加工制造误差,且在高速旋转时总是存在离心变形,因此转子的表面并不是理想的球面,当超导转子悬浮在磁场中时,沿转子表面法线方向的磁悬浮力,不是完全通过转子质心,将会产生磁支承干扰力矩,从而引起转子的漂移误差.本文从超导转子磁支承干扰力矩的物理机理出发,对干扰力矩及其引起的漂移误差进行了分析,包括转子非球形产生的一次干扰力矩、转子非球形与失中度和装配误差产生的二次干扰力矩,并推导出了磁支承干扰力矩引起的漂移率计算公式,代入转子参数计算出各种干扰力矩引起的漂移率大小,为转子漂移测试和系统误差补偿提供了参考,对于转子的结构优化设计具有指导意义.

摘要：在磁共振成像设备中,为了消除目标区域内的高阶谐波磁场分量,传统方法采用无源匀场,但该方法匀场精度较低,针对性较差,适用于全局匀场,而有源匀场则可以通过优化线圈分布来产生所需要的特定的磁场分布.但是,由于匀场线圈线型的复杂度会随着线圈阶数的增加而增加,难以满足设计需要,因此本文提出了一种用于磁共振成像超导匀场线圈系统的多变量非线性优化设计方法.该方法基于边界元方法,将匀场线圈所产生的磁场与目标磁场之间的偏差作为目标函数,线匝间距、线圈半径等作为约束条件,通过非线性优化算法,得到满足设计要求的线圈分布.通过一个中心磁场为0.5 T的开放式双平面磁共振成像超导轴向匀场线圈的设计案例,说明本方法具有计算效率高、灵活性好的特点.

摘要：本文提出一种用于短腔、自屏蔽磁共振成像超导磁体系统的混合优化设计方法,通过结合线性规划和非线性优化算法,设计出的磁体系统具有建造成本低、结构简单、以及线圈中最高磁场、电流安全裕度和电磁应力可控等优点.首先,通过线性规划算法在欲布置线圈空间范围内建立二维连续网格划分,搜索满足磁场约束条件的网格电流分布图;其次,将电流分布图中的非零电流簇离散成螺线管线圈,通过非线性优化算法计算出满足成像区域磁场均匀度要求、5Gs杂散场限制、线圈中最高磁场限制、电流安全裕度以及线圈间尺寸间隔等约束条件的线圈结构参数.文中给出一个中心磁场为1.5T自屏蔽磁共振成像超导磁体系统的设计案例,在50cm球形成像区域所产生的磁场峰峰值不均匀度为10ppm,线圈最大长度为1.32m.该设计方法可用于对称、非对称螺线管线圈系统以及开放式双平面线圈系统的磁共振成像磁体系统设计.

摘要：对1250kV·A/10.5kV/0.4kV三相高温超导变压器的系统设计、集成、试验与并网示范运行进行了研究。该超导变压器的一次侧绕组为螺线管型,二次侧绕组为饼式线圈结构,均采用Bi2223/Ag铜合金加强高温超导带材制备;铁心为三相三柱式,采用取向硅钢片叠成;低温恒温器带有室温孔,采用耐低温的玻璃钢制作。测试表明,该超导变压器的空载损耗为2319.2W,空载电流为0.254%,短路阻抗为5.6%,负载损耗为249W。此外,对一、二次侧之间的主绝缘进行了35kV/1min/50Hz工频耐压测试,测试最大泄漏电流12.6mA;对一次侧绕组纵绝缘进行了负向75kV/1.2μs/50μs全波雷电冲击电压测试。完成相关测试后,该超导变压器于2014年9月9日开始并网示范运行,长时间运行可靠。

摘要：为了增加超导线圈中导线的占空比,提高超导磁体正常运行时的机械稳定性,通常在超导线圈绕制过程中施加一定的绕制张紧力.绕制张紧力的大小会对超导磁体的失超特性和退化性能产生重要的影响,因此有必要对绕制过程中的机械应力进行详细的分析.本文仔细地分析了绕制过程中导线的受力情况,进行了一些合理的假设和近似,提出了研究超导线圈绕制应力的理论模型,并根据轴对称结构的弹性力学方程式推导了计算超导线圈应力应变分布的理论公式.基于该模型分别研究了单一绕组的超导线圈和双绕组的超导线圈的绕制应力,分析了绕制张紧力和绕组的各向异性特性对径向应力和环向应力的影响.在该理论模型分析结果的基础上可以进一步分析多物理场作用下的超导磁体的应力应变行为,为高性能超导线圈的设计和建造提供理论指导.

摘要：Bi-2223超导带材是一种具有较高载流能力的高温超导材料,被广泛用来制造高场强的内插磁体以及核磁共振(NMR),磁头振成象(MRI)等核磁共振设备。在超导磁体的设计以及交流损耗的计算中,不可避免地会涉及到Bi-2223带材中电流密度的分布。基于Brandt数值分析的方法,考虑了自场和外场对于临界电流密度的影响,利用Matlab对Bi-2223带材截面的电流密度分布进行了计算。为了便于仿真计算,用实验测得的临界电流与磁场关系的数据代替了Kim模型和Bean模型。在计算中主要施加了3种外加条件:(1)只施加横向磁场;(2)只通入传导电流;(3)将通入传导电流的带材放置于背景场中。结果显示,当Im20 A或者Bm>100 mT时,Bi-2223带材中电流密度的最大值随着传导电流和外场的幅值增加而减小;屏蔽电流会随着外磁场的频率增加而减小,传导电流的频率对于电流分布的影响可以忽略不计;当通入传导电流的Bi-2223带材放置于背景场中时,电流密度的分布相对于中心不再对称,并且饱和电流值会随着外磁场的幅值增加而减小。

摘要：多端柔性直流输电系统的直流侧短路故障电流严重影响电网运行安全性。研究了直流故障电流特征，建立了直流冲击平台，测量了YBCO带材试样在直流冲击下的电阻变化规律，详细分析了电阻一电流曲线整体形状特征和走势规律以及在失超初期的电阻骤增现象：将电阻一电流曲线分为顺时针型、8字型、逆时针型和半环型四类，解释了失超恢复过程中的液氮散热对曲线走势的影响；利用统计方法发现了电阻骤增现象与起始失超电流过低之间的充分必要关系，给出了电阻骤增现象发生的电流上升速度阈值大约为770A·m^-1。利用电阻，焦耳热曲线发现了失超过程中YBCO带材电阻与产热之间存在明确的对应关系，并给出了失超过程中电阻与产热之间的通用拟合关系式，验证了失超过程中液氮散热对YBCO带材失超的影响不大。该研究为超导直流限流器的优化设计奠定了基础。

摘要：为了设计出与应用场合相匹配的微型振动式压电发电机,采用模态分析和谐响应分析方法对压电双晶片发电机的振动特性进行了研究,并分析了压电晶片的长度、宽度、厚度、质量块质量等参数对压电发电机固有频率的影响。在此基础上,基于压电发电机的等效电路模型对发电机的发电特性进行了研究,并分析了压电发电机的上述结构参数对输出电压和功率的影响。实验结果表明,随着压电晶片长度和质量块质量的增加,固有频率降低,但共振情况下输出功率增加;随着压电晶片宽度和厚度的增加,固有频率增加,但在共振情况下输出功率减小。

摘要：文中介绍的超导转子为不完整球形的空心薄壁转子,针对该特殊结构的转子,利用气浮法进行静平衡测量,对现有的气浮测量装置进行改进,设计了一套静平衡检测的工装以及检测方法.该方法采用两个不同质量的工装与超导转子进行装配,使用静压气体轴承进行气浮,采用三点拾取法,通过高精度电涡流传感器测量不平衡方位的偏角,根据不平衡计算公式,得出转子不平衡量的大小和方位.

摘要：模块化多电平换流器(MMC)发生直流故障后,换流站会出现明显的过电流,对MMC的可靠性产生严重影响。而故障暂态电流的精确计算是实现对暂态过电流有效评估的最直接的手段。为了精确计算MMC故障过电流,提出一种同时考虑交流系统与电容放电影响的故障电流精确计算方法,对桥臂等效模型进行了建模与分析,指出了桥臂电压对时间的微分应由电容项与子模块投入函数项组成。基于桥臂等效模型,建立了MMC直流故障下的状态方程,计算得出了MMC直流故障电流的数值解,对可能出现的最大过电流与最小过电流进行评估,并将此结果与电磁暂态仿真模型(EMT)中的仿真结果进行对比验证,证明了该方法的准确性。最后,将该计算方法与两种传统的故障电流计算分析方法进行了比较,指出了传统故障电流计算方法的不足之处,并进一步验证了该方法的有效性。该文提出的计算和分析方法可以为MMC关键部件的选型提供一定的参考,并为直流故障保护方案的设计提供依据。