高温超导磁悬浮测试系统

介绍一种高温超导磁悬浮测试系统。该系统主要包括液氮低温容器、永磁体轨道、数据采集和处理、机械传动和自动控制四部分。采用了能放置高温超导体块材的薄底液氮低温容器 (杜瓦容器 ) ,解决了将高温超导体块材置于永久磁体之上的磁悬浮测量问题。

高温超导磁悬浮列车研究综述

超导(1911年)和磁悬浮(1912年)各自走过了100年历史进程。超导磁悬浮列车起源于1966年,早期的低温超导磁悬浮列车从发明到完成载人运行已经走过了近50年历程。上个世纪最后一天载人高温超导(HTS)磁悬浮车"世纪号"在中国试验成功,迄今也已经走过了15年的研发历史。本文介绍HTS磁悬浮车的研究与开发进展,包括HTS一代(Bi系)线材和二代(Y系)线材的HTS磁悬浮车以及HTS块材磁悬浮车。讨论了第Ⅰ类和第Ⅱ类超导体块材在外磁场中的磁悬浮原理对比,介绍了用HTS体Re BCO块材的HTS磁悬浮系统的国内外研究进展。主要介绍了"交大超导"从2000年"世纪号"到2014年真空管道环形线中/低速HTS磁悬浮车研发进程,最后讨论了超高速应用的可能性。

亚毫米波超导混频器

综合评述最近几年发展迅速的亚毫米波超导混频器的研究进展。内容包括：低温超导结、波导和准光混频器、高于超导能隙频率的混频器、约氏混频器和高Ｔｃ超导结等。

一种高温超导微波表面电阻的测试装置

该文介绍一种高温超导体微波表面电阻测试装置。给出了设计考虑和结构,对运行结果进行了分析.该装置工作在两公分波段,与普通生物液氮容器配套使用.

高温超导飞轮储能技术发展现状

高温超导块材式的悬浮现象是目前自然界中已发现的唯一可以实现自稳定的磁悬浮方式。利用这种磁悬浮技术的高温超导飞轮储能系统具有控制简单、储能密度大、效率高、寿命长、低维护等优点,为解决目前广泛关注的能源问题提供了新途径。本文综述了美国波音公司,日本ISTEC,德国ATZ公司等国内外小组开展的高温超导飞轮储能系统的研制现状,分析了当前技术发展趋势,探讨了亟需解决的关键难点问题,阐述了未来在军民两方面的发展前景。预计未来五年内高温超导飞轮储能技术将首先在电力调节、不间断电源等领域实现商业应用。

高温超导磁悬浮轴承研发现状

高温超导磁悬浮轴承作为具有自稳定优势的高温超导磁悬浮技术最具代表性的应用之一,可实现无源的高速无摩擦旋转运行,为大幅度提高现有机器设备的性能及升级换代提供了新的途径。本文综述了近年来美国、德国、日本和韩国等国内外小组开展的高温超导磁悬浮轴承代表性样机研发现状,探讨了该项技术的关键难点问题,指出了当前研究的热点,阐述了可能的应用前景。

多块YBaCuO高温超导体在永磁轨道上的悬浮力

】报道了多块 YBa Cu O高温超导体块材的不同组合方式在永磁轨道上的磁悬浮力的实验研究结果 ,实验研究证明不同的组合方式对其悬浮力的影响较大。作者分别研究了四块 YBa Cu O高温超导体块材以不同的组合方式在永磁轨道上的悬浮力 ,并进行了分析比较 。

超导磁浮列车的研究与发展

该文综合评述超导磁悬浮列车的研究与发展．在分别介绍超导磁浮列车早期研究、最近超导磁浮列车试验线及其相关的低温超导系统之后，讨论了超导磁浮列车的应用前景．

车载高温超导磁悬浮系统的设计

介绍车载高温超导磁悬浮系统的设计问题。为了完成系统的设计 ,首先进行了单块和多块YBCO高温超导体块材的悬浮力的研究 ,同时考虑了 YBCO高温超导体块材的选取问题。设计的目标是稳定悬浮 350 kg,采用 8个车载液氮低温容器 ,这种容器是底壁仅 3mm厚的长方体形的。

高温超导磁悬浮车导向力测试装置

介绍了一套基于高温超导磁悬浮实验车的整车导向力测试装置。该装置由两套推进系统和两套力传感器组成,传感器固定在车上。每套推进系统可在水平和垂直两个方向运动,可完成实验车在不同悬浮高度的横向导向力测试。两套推进系统通过链条齿轮连接,同步精度0.5mm,水平运动范围0～20cm,水平位移精度1mm;垂向运动范围0～10cm,垂直位移精度1mm。利用该装置测量了整车在不同悬浮高度的导向力,并初步研究了整车导向力与悬浮高度及横向位移的关系。

高温超导磁浮车

高性能高温超导体的新进展激发了对高温超导磁浮车的研究。文中介绍高温超导永久磁体和它在磁浮车上的应用，以及用高温超导线材的EMS和EDS制式磁浮车系统。同时讨论了在西南交通大学以前的研究基础上将高温超导体用于磁浮车的有关问题。

高温超导体在对称和不对称外磁场中的悬浮力计算

在理想无限长直高温超导 -永磁导轨系统中 ,由于导轨磁场分布的不均匀性 ,超导体运动过程中所处外磁场有对称及不对称分布两种情况。原 Prigozhin模型假设超导体各向同性 ,但 YBCO高温超导体存在明显的各向异性。改进Prigozhin模型增加了原模型中的约束条件 ,考虑了这种各向异性。在对称外磁场中改进 Prigozhin模型的计算结果和原Prizhogin模型相同 ,因为原模型在对称外磁场中自然满足超导体各向异性。在不对称外磁场中计算结果和实验结果吻合较好 ,而原模型计算结果和实验结果差别较大。所以改进模型考虑了各向异性 ,适用于对称和不对称外磁场 ,能得到更准确的计算结果。

高温超导块材磁体悬浮系统的振动特性

指出了非直接场冷磁化产生的高温超导块材磁体在应用磁场中实现了稳定的悬浮或悬挂现象。利用Lakeshore公司的电磁铁和场控仪产生的均匀磁场作为磁化外场时,单块YBCO高温超导块材磁化率为77.8%,在应用外磁场下实现稳定悬浮的磁化外场区间仅为0.057～0.121T。为了验证高温超导块材磁体悬浮系统的稳定性,使用了一个随机信号形式的激励源,其幅值在0～14.5N之间且频率范围为0～400Hz。振动特性分析表明,高温超导块材磁体悬浮系统具有低频共振高频隔振性能;系统共振频率和动态刚度随着磁体俘获磁场的增大而增大;系统的阻尼系数表现出明显的先增后减的非线性特征。当超导磁体俘获磁场为0.091T时,即悬浮间距8mm,HTSMagnet-PM系统表现出最佳的动态特性,抗外界干扰能力最强。因此,这种非直接的场冷磁化方式产生的稳定悬浮现象,使得引入块材磁体成为了高温超导磁悬浮系统中可行的能量储备或改善系统稳定性的方法。

超导块材磁体在高温超导磁悬浮车系统中的两种潜在应用

研究了超导块材磁体在高温超导磁悬浮车系统中的2种潜在应用。高温超导YBCO块材经过Lakeshore恒磁场充磁机充磁之后,利用高温超导磁悬浮测试装置研究了其在永磁轨道上方的悬浮和导向性能;实验发现2种不同充磁方向励磁的块材磁体表现出明显不同的行为,其中一种对悬浮力帮助比较大,另一种则对导向力帮助比较大。这一结果可以为某些特殊需求(如重载、弯道运行等)的高温超导磁悬浮车系统设计提供一定的实验依据。

高温超导磁悬浮轴承选择与设计

新型无摩擦高速高温超导磁悬浮轴承是高温超导磁悬浮技术最有潜力的应用之一,具有巨大的工业应用前景。文中分析比较了轴向型和径向型两种高温超导磁悬浮轴承的特点,并利用轴向型高温超导磁悬浮轴承结构简单、制作容易的优点,设计制作了一台双轴向型高温超导磁悬浮轴承样机。实验结果显示,上、下两高温超导磁悬浮轴承完全实现了2.4kg转轴的稳定悬浮及无接触旋转运行,目前受驱动电机转速限制,最高试验转速为3000 rpm。在稳定运行的基础上,该轴承样机将最终用于高温超导飞轮储能系统的原理演示。

一种薄底液氮低温容器

介绍一种薄底液氮低温容器。这种薄底液氮低温容器为圆柱形，外径２００ｍ ｍ ，底部厚度３ｍ ｍ 。该薄底液氮低温容器有效容积３．５ 升，能使在低温容器底部高２０ｍ ｍ 内的高温超导体块材工作２１ 小时以上。

高温超导磁悬浮车发射用驱动系统研究

高温超导磁悬浮以其独特的自稳定优势被认为是未来超高速地面交通以及电磁发射理想的悬浮方式之一。通过对各类直线电机的比较,提出了以动磁式无刷直流直线电机作为高温超导磁悬浮车/发射驱动系统的执行元件,利用有限元分析软件,通过对磁钢阵列、电机极距、磁钢厚度等研究,给出了磁钢的排放结构以及驱动电机的优化参数,随后研究不同电机极数以及初级线圈占空比下电机的推力波动情况,给出能满足系统推力要求的电机参数。对电机推力与气隙的变化关系以及驱动电机对系统悬浮性能的影响研究表明,电机适合于大气隙运行并对系统的悬浮性能影响较低。

高温超导电磁悬浮

介绍一种电磁悬浮式高温超导磁悬浮技术。它的基本结构是,铁质参照系在悬浮装置的上面,高温超导磁悬浮装置悬挂在铁质参照系的下面,用悬浮装置上高温超导绕组磁体或高温超导永磁体实现磁悬浮。与其他悬磁浮技术比较,有以下优点:沿地面轨道无磁场,能静止悬浮,悬浮高度较高(30- 100m m )。悬浮装置上的磁场较低(0.5- 2.0T),且因磁路闭合,环境磁场很低。工作在液氮温度(77K),制造和运行成本较低。该技术适用于所有需要磁悬浮的地方。文中提出了几种可能实现的薄壁液氮低温容器方案。

基于有限元的永磁导轨磁场数值计算

文中采用有限元方法计算了永磁导轨的磁场分布,永磁导轨由NdFeB、铁构成。讨论了截断边界和开尔文变换边界对计算结果的影响。计算结果表明,采用开尔文变换边界的计算结果更接近实际情况,而且可以使求解区域大大减小,从而提高计算精度和准确性。为了验证计算结果的可靠性和准确性,根据模拟计算参数,制作了一条1∶1的永磁导轨,导轨中心表面磁场达1 20T。测量结果表明,计算结果与永磁导轨磁场的实测值吻合较好。

基于磁滞效应的YBCO块材磁刚度测试方法

处于外磁场中的高温超导块材具有自稳定性。这种特性使得高温超导块材在磁悬浮轴承、飞轮储能、磁悬浮列车等方面,具有潜在的应用价值。非理想高温超导体具有很强的磁通钉扎特性,表现出很强的磁滞性。处于悬浮状态的高稳超导体,其稳定特性与其悬浮刚度密不可分。文中首先描述了高温超导块材磁悬浮测试系统磁刚度测试原理。此刚度测试方法充分考虑了非理想高温超导块材磁滞效应对磁刚度的影响。基于这种测试方法,研究了YBCO块材在永磁轨道上方悬浮力刚度的特性。通过与传统刚度测试方法比较,这种方法更能反应高温超导磁悬浮车实际磁刚度特性。