热开关和多脉冲励磁的类比特高温超导模型磁体的捕获磁通及电磁特性研究

高温超导磁体因其体积小、高实用性、高场强等优点,在科学研究等领域具有广泛的应用。然而,高温超导带材之间焊接技术的不成熟,很难实现持续电流模式。该文提出一种利用RE-Ba-Cu-O(RE为稀土元素,REBCO)超导片堆叠组成的类比特高温超导模型磁体,该模型磁体不但没有焊接电阻的影响,而且实现持续电流模式。该文说明单片REBCO超导片和由超导片堆叠而成的类比特高温超导模型磁体的结构细节,介绍采用热开关和多脉冲励磁的方法,说明通过COMSOL模拟利用热开关和多脉冲电源对超导片以及类比特高温超导模型磁体进行励磁的过程,证明其能够实现持续电流模式,并对其在持续模式下运行的捕获磁通和电磁特性进行仿真分析以及实验验证。结果表明,热开关和多脉冲励磁的方法可以激励类比特高温超导模型磁体。与传统高温超导磁体相比,由多个超导片堆叠而成的高温超导模型磁体可在无电流引线的情况下实现闭环运行,避免无阻焊接的技术瓶颈。

电容放电式脉冲励磁电源研究

针对大型直线感应加速器单次工作的特点,研制了一种电容放电式脉冲励磁电源。该电源利用电容器的储能特性,取代常规电源的变压整流滤波部分,先对其以小电流恒流充电,然后再以大电流恒流放电来获得直线感应加速器励磁电流。对这种电源进行了理论分析和模拟计算,模拟结果与实验结果基本一致。实验结果表明:这种电源能够脉冲工作,同时输入功率大幅度降低,在输出电流500 A,持续时间0.3 s时,输入功率400 W,输出功率25 kW,电流稳定度0.2%,谐波小,电流纹波小,所用电容器100块左右(33 mF),经济上也可承受,是一种非常适合直线感应加速器的励磁电源。

基于剩磁原理的微功耗脉冲励磁方法研究

针对目前因恒流源励磁方法功耗过大而无法满足电磁水表微功耗要求的问题,提出了基于剩磁原理的微功耗脉冲励磁方法。通过对电磁流量传感器磁场的工作方式进行分析,选择具有高剩磁、低矫顽力的矩形磁滞材料制作磁路,采用双向窄脉冲电压为励磁线圈供电,使磁场稳定反转。根据这一原理,设计了脉冲励磁磁路和双向脉冲发生电路,并进行试验测试。测试结果表明,相对于恒流励磁方法,基于剩磁原理的脉冲励磁方法可以大幅度降低励磁功耗,并且得到稳定的工作磁场,有利于提高电磁水表的使用寿命和流量信号的稳定性。

脉冲场励磁YBCO块材俘获磁通特性

研究了熔融织构法制备的单畴高温超导YBaCuO块材在脉冲场下的俘获磁通特性。分别测试了YBCO块材在不同强度脉冲场下的俘获磁场,并对实验结果进行了分析。实验发现:YBCO块材在脉冲场输入电压小于300V时的俘获磁场,随着外加脉冲场强度的增加而增加;而脉冲输入电压大于300V时,俘获磁场并没有继续增加。实验获得的超导块材俘获磁场图形呈现出明显的十字结构,这是由于块材采用顶部籽晶熔融织构生长技术、存在五个生长区域、不同生长区域及边界处临界电流密度的不同而导致的。

多频励磁脉冲涡流钢材检测技术

论述了涡流检测技术的物理基础，介绍了单频涡流技术的特点及局限性，以及多频励磁脉冲涡流检测技术近年来的进展和应用于钢材无损检测的广阔前景。

含磁芯线圈动态电感计算

从电感的基本定义出发,推导了一个新的递推公式,可准确地对含磁芯线圈动态电感进行数值计算,并在纯电感、含有5匝磁芯线圈和含有17块铁氧体大环磁芯的感应腔在双脉冲励磁情况下分别计算了动态电感量,验证了该方法的可行性。通过电感值可反推出磁芯在各种情况下磁导率的变化曲线,从而确定磁芯的磁特性及其适用范围。

基于虚拟仪器的纳米晶磁环动态参数测试系统

开发了基于虚拟仪器技术,采用大功率脉冲励磁电源、高速数据采集卡的纳米晶磁环动态参数测试系统。由于脉冲励磁与标准正弦波励磁的测试结果存在差异,为得到相当于正弦励磁下的磁滞回线及磁参数,通过SY-8232交流B^H回线测试仪对测试系统进行标定,利用LabVIEW进行数据处理和分析,实现了误差修正。给出了典型频率、磁感应强度下的测试结果,对B、H曲线进行了频谱分析。该测试系统操作方便,测试准确,具有较好的重复性,可用于重量为300g^3kg的纳米晶磁环在频率为10~100kHz条件下的动态参数的在线测试。

“神龙二号”直线感应加速器加速腔电路模拟

针对"神龙二号"直线感应加速器所采用的非晶磁芯感应加速腔,建立了能够兼顾结构参数和磁芯性能的加速腔电路模型。对与加速腔结构相关的各集总电容参数进行了计算,并通过模拟波形与实验电压电流波形的对比,确定了加速腔磁芯模块的参数设定,实现了对非晶磁芯感应加速腔脉冲励磁过程较为准确的模拟。通过电路模拟,可以得到脉冲励磁时加速腔各部分的电压电流分布,为加速腔的结构优化和故障原因分析提供了有效的手段。