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题名径向高温超导磁悬浮轴承的端部效应分析
被引量：5
- 1
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作者
艾立旺
苗森
许孝卓
封海潮
李娜
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机构
河南理工大学电气工程与自动化学院
国网焦作供电公司
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出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2022年第1期28-35,共8页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52177039)
河南省科技攻关项目
+1 种基金
河南省高校基本科研业务费专项项目(NSFRF210316)
河南理工大学博士基金(B2020-20)项目资助
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文摘
针对径向高温超导磁悬浮轴承轴向尺寸有限引起的端部效应会影响其轴向悬浮特性,提出一种基于H公式的二维有限元建模方法,对径向高温超导磁悬浮轴承的端部效应进行分析。首先,通过实验测试验证提出的有限元建模方法;然后,分别建立具有不同尺寸定、转子的径向高温超导磁悬浮轴承有限元模型;最后,得到不同尺寸的超导定子与不同极数的永磁转子下轴向悬浮力与位移的关系。结果表明,由于端部效应,随着超导定子分块数量的增加,轴向悬浮特性不断恶化;随着永磁转子极数的增加,轴向悬浮力最大值先提高后降低,最终趋于永磁转子无限长时的轴向悬浮力最大值。
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关键词
径向高温超导磁悬浮轴承
悬浮力
端部效应
有限元
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Keywords
radial HTS magnetic levitation bearing
levitation force
end-effect
FEM
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分类号
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名高温超导磁悬浮轴承研发现状
被引量：23
- 2
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作者
邓自刚
王家素
王素玉
郑珺
林群煦
张娅
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机构
西南交通大学超导技术研究所
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出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第9期1-8,共8页
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基金
国家高技术研究发展计划(2007AA03Z210)
国家自然科学基金(50777053)
西南交通大学博士研究生创新基金资助项目
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文摘
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。
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关键词
高温超导磁悬浮轴承
无源自稳定
关键技术
研发现状
研究热点
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Keywords
High temperature superconducting magnetic bearing, passive self-stability, key technology, research and development status, hotspot study
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分类号
O511.9
[理学—低温物理]
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题名高温超导磁悬浮轴承的研究进展
被引量：8
- 3
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作者
余志强
张国民
邱清泉
胡磊
张文峰
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机构
中国科学院应用超导重点实验室
中国科学院电工研究所
中国科学院大学
石家庄铁道大学电气与电子工程学院
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出处
《电工电能新技术》
CSCD
北大核心
2014年第7期55-61,共7页
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基金
国家自然科学基金(50977092)
中国科学院"百人计划"资助项目
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文摘
当永磁体在高温超导体附近时,部分磁力线进入超导体内,由于磁通钉扎作用,永磁体无需控制而稳定悬浮,这种悬浮特性称为无源自稳定性。这种特性的重要应用之一就是高温超导轴承。由于具有无源自稳定性、无摩擦、低损耗等优点,高温超导轴承越来越受到国内外关注,成为研究的热点,已经应用在飞轮储能、高速旋转机械等重要领域。本文介绍了高温超导悬浮轴承的工作原理,比较了轴向型和径向型高温超导轴承的结构特点,详细地说明了国外研究进展和国内的发展现状,探讨了高温超导轴承当前的研究热点和应用领域。
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关键词
-无源自稳定性
高温超导轴承
轴向型
径向型
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Keywords
passive self-stability
high-temperature superconducting bearing （HTSB）
axial-type
radial-type
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分类号
O511’.9
[理学—低温物理]
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题名小型飞轮储能系统高温超导磁悬浮轴承
被引量：13
- 4
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作者
邱傅杰
徐克西
盛培龙
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机构
上海大学超导及应用技术研究中心
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出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第1期181-186,共6页
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文摘
介绍了采用氧化物超导体钇钡铜氧（YBCO）准单畴块材作为定子构件、钕铁硼永磁体作为转子构件的立式全超导磁悬浮轴承初步研究结果。其中，转子系统由转轴、永磁体和飞轮共同组成，在三相调频感应电机驱动下，转子系统最高试验转速可达15000r／min。初步测试结果（0-200Hz）显示，在转动频率而接近25Hz系统发生共振，共振时转子最大径向摆动约为±170um。在35-200Hz范围内转子运行状态稳定，最大径向摆动约为±50um。实验结果显示，超导磁悬浮轴承转动损耗主要来自磁滞损耗和涡流损耗，而磁场分布不均匀性与超导定子材料的磁通蠕动可能是导致转动损耗的主要原因。
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关键词
高温超导磁悬浮轴承
飞轮储能
临界转速
能量损耗
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Keywords
High temperature superconducting magnetic bearing, flywheel energy storage, critical rotational speed, energy loss
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分类号
O511.9
[理学—低温物理]
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题名高温超导磁悬浮轴承的发展现状及前景
被引量：3
- 5
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作者
许吉敏
张飞
金英泽
张帆
袁小阳
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机构
西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室
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出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期321-328,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51175408)
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文摘
第二类高温超导体的磁通钉扎效应使得超导体在外加磁场中无需主动控制而能稳定悬浮。利用这种无源自稳定悬浮特性,高温超导磁悬浮轴承可以实现部件之间无机械摩擦的高速相对运动,在旋转机械、飞轮储能和交通运输等方面展现出了良好的应用前景。近年来,高温超导磁悬浮轴承的发展在世界范围内取得了令人瞩目的成就,轴承的设计思想、结构和应用环境都得到了相应的拓展。从结构特征角度综述了近年来国内外超导磁悬浮轴承样机的发展现状,重点介绍了西安交通大学的超导磁液复合轴承结构及其在液体火箭中的应用方案;结合该领域的研究现状探讨了超导磁悬浮轴承有待研究的问题和应用前景,指出超导轴承应向复合支撑方向发展以利于推进应用。
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关键词
钉扎
无源自稳定
高温超导磁悬浮轴承
发展现状
应用前景
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Keywords
pinning
passive self - stability
HTSMB
development status
application prospects.
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名无源高温超导磁浮轴承磁悬浮力的计算
被引量：3
- 6
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作者
谭凤顺
金能强
夏东
夏平畴
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机构
中国科学院电工研究所
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出处
《电工电能新技术》
CSCD
2002年第1期16-19,共4页
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文摘
本文应用有限元方法和超导临界态理论 ,推导了高温超导体电流分布和电流密度计算方程。由高温超导体电流计算了高温超导磁浮轴承悬浮力。利用实验测量结果验证了此方法的有效性。
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关键词
无源高温超导体
磁悬浮力
磁浮轴承
有限元
计算
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Keywords
HTS
magnetic force
magnetic bearings
FEM
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分类号
TM26
[一般工业技术—材料科学与工程]
O511
[理学—低温物理]
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题名高温超导轴向磁悬浮轴承的悬浮力分析
被引量：1
- 7
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作者
刘飞
裴旷怡
孔奎
张钢
孟庆栋
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机构
上海大学机电工程与自动化学院
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出处
《轴承》
北大核心
2016年第1期28-33,共6页
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文摘
为精确分析轴向高温超导磁悬浮轴承悬浮力,提出基于磁矢势的悬浮力计算方法,对其进行力学分析并与试验结果进行比较。结果表明:该方法适用于不同场冷高度下的悬浮力分析,为轴向高温超导磁悬浮轴承优化设计提供依据。
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关键词
高温超导轴向磁悬浮轴承
磁场强度
磁矢势
磁悬浮力
场冷
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Keywords
axial high- temperature superconducting magnetic bearing
magnetic field intensity
magnetic vector po-tential
magnetic suspension force
field cooling
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分类号
TH133.37
[机械工程—机械制造及自动化]
O313
[理学—一般力学与力学基础]
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题名径向型高温超导轴承悬浮特性的有限元分析
被引量：2
- 8
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作者
周艳秋
余志强
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机构
大连科技学院电气工程学院
石家庄铁道大学电气与电子工程学院
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出处
《城市轨道交通研究》
北大核心
2019年第8期89-93,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(51674169,11872257)
河北省自然科学基金面上项目(E2018210144)
河北省教育厅重点项目(ZD2017069)
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文摘
通过数值模拟方法研究高温超导轴承是重要方法之一。提出了基于H法(磁场强度法)的有限元数学模型,在二维轴对称空间计算了径向型高温超导轴承的悬浮力。通过与试验数据的比较,验证了模型的正确性。基于此模型,分析了在永磁转子轴向运动的过程中,高温超导轴承的磁场特性和超导定子中感应电流密度的分布特性,进而得出相应的结论。建立的数学模型不仅可以分析多层超导定子的径向型高温超导轴承,而且对内转子型和外转子型两类径向型高温超导轴承均适用。
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关键词
径向型高温超导轴承
悬浮特性
电磁特性
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Keywords
radial-type HTS bearing
levitation characteristics
electromagnetic characteristics
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分类号
U237
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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题名高温超导飞轮储能系统研究现状
被引量：16
- 9
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作者
李万杰
张国民
艾立旺
刘国乐
余志强
邱清泉
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机构
中国科学院电工研究所
中国科学院大学
中国科学院应用超导重点实验室
西安西电电气研究院有限责任公司
石家庄铁道大学电气与电子工程学院
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出处
《电工电能新技术》
CSCD
北大核心
2017年第10期19-31,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(51377155)
中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-JSC025)
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文摘
高温超导飞轮储能系统具有功率密度高、控制简单、效率高、寿命长、环境友好等优点,未来在可再生能源发电、地铁制动能量回收、大功率脉冲电源、电力系统电压稳定等方面具有广阔应用前景。本文介绍了高温超导飞轮储能系统的原理结构、国内外的研究现状、亟需解决的关键技术问题及未来的发展趋势。
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关键词
高温超导
磁悬浮轴承
飞轮储能
自稳定
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Keywords
high-temperature superconductor
magnetic levitation bearing
flywheel energy storage system
self- stable
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分类号
TM26
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名飞轮储能轴承结构和控制策略研究综述
被引量：12
- 10
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作者
于苏杭
郭文勇
滕玉平
桑文举
蔡洋
田晨雨
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机构
中国科学院大学
中国科学院电工研究所
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出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期1631-1642,共12页
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基金
国家重点研发计划项目(2018YFB0905800)
国家自然科学基金项目(51877206,51721005)。
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文摘
飞轮储能具有高功率密度、高效率和低损耗的特点,在不间断电源和电网调频等领域有广阔的应用前景。飞轮储能轴承起到支撑飞轮重量、降低摩擦阻力的作用,是决定飞轮储能量、充放电效率和使用寿命的关键。结构和控制是飞轮轴承的两个核心关键技术。本文分析了应用于飞轮储能的机械轴承、电磁轴承、高温超导磁悬浮轴承以及混合轴承的结构,并总结了不同轴承飞轮储能的损耗、转速、储能量和承载力等性能参数,指出混合磁轴承性能最优,可以降低飞轮的损耗和提高飞轮的转速。另外归纳了目前应用于电磁轴承系统的控制方法,介绍了PID控制、滑模控制、模型预测控制和神经网络控制和解耦控制在电磁轴承控制方面的应用,并进一步分析了未来飞轮磁悬浮轴承控制技术的发展方向。对各种控制方法的比较分析结果表明:在飞轮转子线性工作范围内PID控制方法能保持系统稳定;在飞轮转子非线性工作区域,滑模控制、模型预测控制和神经网络控制效果更优;而解耦控制进一步提高了飞轮在高转速下的控制精度。本文可为开展飞轮储能轴承结构和控制方法的研究提供参考。
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关键词
飞轮储能
电磁轴承
高温超导磁悬浮
非线性控制
解耦控制
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Keywords
flywheel energy storage
electromagnetic bearing
high temperature superconducting magnetic levitation
nonlinear control
control decoupling
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分类号
TH133
[机械工程—机械制造及自动化]
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