小型闭环无绝缘高温超导线圈失超特性研究

在持续电流模式下工作的闭环高温超导线圈可以消除电流引线引起的巨大漏热,无绝缘绕制技术的应用进一步提高了其热稳定性和失超自保护能力。当闭环无绝缘线圈发生局部热失超时,由于没有外加电源的持续供电,损失的磁能不会被及时补偿。本文建立了电-磁-热耦合模型研究闭环无绝缘线圈发生局部热点失超过程中的电磁暂态行为,系统地揭示了其热失超机制,并提出了衡量闭环线圈宏观失超特性的最终剩余磁场保有率这一概念。基于仿真结果,发现较小的匝间电阻率有助于线圈最大限度地保存磁能,以及在匝间电阻率极小时会出现饱和效应,但最高温升几乎不受匝间电阻率的影响。此外,发现线圈最高温升与热失超能量呈线性关系,而磁能损失随热失超能量的增加而增大,直至线圈中存储的磁能被完全消耗。