高温超导悬浮系统非线性动力特性实验与理论探究

悬浮系统主要由高温超导体与永磁体两部分构成,这一系统的应用优势较多,所以可以用于多种场景中,具有较好的发展趋势。通过汇总相关研究成果发现,大部分学者都对准静态悬浮力以及相关理论比较关注,但是关于强激励下的非线性运动特征、由温变引起的问题等一直没能解决。并且实验、数值模拟等方面都存在相应的问题。为此,本文以外界强激励作用为基础,针对高温超导悬浮系统的动力响应情况进行了实验、理论分析,希望可以对高温超导悬浮系统的完善与发展有所帮助。

高温超导悬浮系统动力学仿真

研究永磁体-高温超导悬浮系统的动力学特性,针对改善系统的稳定特性,建立了考虑空气阻尼、外磁场干扰的永磁体-高温超导悬浮系统的动力学模型,采用修正的磁通冻结—镜象模型计算永磁体所受的动态悬浮力,计算出初始冷却条件的影响,避免了洛仑兹力积分求和问题,并进行仿真计算,得到了稳定的动态特征。采用Gear法进行两种工况数值计算的算例,结果表明,永磁体-高温超导悬浮系统的动力学性能改善,并能够反映系统的稳态特性,为永磁体-高温超导悬浮系统的设计提供了理论依据。

高温超导钉扎磁悬浮系统分岔和混沌特性研究

高温超导钉扎磁悬浮系统的应用十分广泛,但由于其悬浮力的非线性特性,导致在实际应用中经常引起设备的异常振动。为了探究高温超导钉扎磁悬浮系统的非线性振动特性和寻找避免发生异常振动的措施,首先,通过实验装置测量不同悬浮间隙下的悬浮力数据,将其拟合成指数模型,然后,基于该模型建立简谐激励下高温超导钉扎磁悬浮系统的动力学模型,最后,研究系统的分岔和混沌特性。研究表明,系统存在丰富的非线性动力学行为;系统的混沌阈值随着激励频率的增大先减小后增大,即系统在低频阶段和高频阶段不易发生混沌运动,而在中频阶段易发生混沌运动;质量、阻尼和场冷高度对混沌阈值均存在一定影响。研究结果为高温超导钉扎磁悬浮系统的参数设计及其抑振方法提供参考。

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。

高温超导磁悬浮测试系统总体设计──数据采集与控制

给出了高温超导磁悬浮测试系统控制与数据采集部分的总体设计方案，并从硬件和软件两方面进行了深入细致的探讨。该方案较好地解决了如何在各种测试条件下对高温超导块材的性能进行自动测试的问题，在实际应用过程中取得了非常满意的效果。

高温超导磁悬浮深冷测试系统设计

介绍一种使用 G- M制冷机实现深冷环境的高温超导磁悬浮测试系统。高温超导体块材YBa Cu O被固定在制冷机冷头上 ,其温度通过温度控制器可以控制在 1 0 0 K到 40 K范围内。永久磁体 Nd Fe B固定在位于 YBa Cu O上方高温超导磁悬浮测试系统的垂直运动部件上 ,并在计算机控制下作垂直运动以改变它与 YBa Cu O之间的距离。同时 ,计算机采集数据得到 YBa Cu O与 Nd Fe B之间悬浮力与距离的关系。通过温度设定 ,可得到 YBa Cu O在不同温度下的悬浮性能。