超导磁体气冷电流引线的优化设计 被引量：8

1

作者 康志成 丁立人 翁佩德 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第4期348-352,共5页

从超导磁体气冷电流引线的经典微分方程出发,将电流引线分为很少的几段,提出了一种较为精确计算电流引线长横比及由电流引线末端流入低温容器热量的计算方法。并以黄铜为例计算了电流引线的长横比和流入低温容器的热量。

关键词 超导磁体气冷电流引线 黄铜 液氦 热导率 电阻率

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舰船电力系统用1 MJ高温超导储能磁体设计研究 被引量：3

2

作者 戴陶珍 范则阳 +3 位作者 李敬东 唐跃进 程时杰 潘垣 《中国工程科学》 2004年第1期53-56,共4页

介绍了舰船电力系统用的 1MJ螺管型高温超导储能磁体的设计优化步骤 ,给出了用Bi- 2 2 2 3超导带进行 1MJ磁体线圈的设计和优化结果 ,分析了高温超导体的各向异性对磁体临界电流的影响 ,讨论了储能容量一定的多螺管磁体系统在漏磁、储... 介绍了舰船电力系统用的 1MJ螺管型高温超导储能磁体的设计优化步骤 ,给出了用Bi- 2 2 2 3超导带进行 1MJ磁体线圈的设计和优化结果 ,分析了高温超导体的各向异性对磁体临界电流的影响 ,讨论了储能容量一定的多螺管磁体系统在漏磁、储能密度和所需超导线材方面的变化。 展开更多

关键词 超导磁储能系统 高温超导体 磁体设计

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跑道型高温超导磁体的磁场解析计算模型 被引量：4

3

作者 龚天勇 马光同 任刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1991-2003,共13页

基于均匀电流密度假设和毕奥-萨伐尔定律,该文建立了三种计算跑道型高温超导磁体磁场的解析模型。通过有限元仿真和实验测量验证了解析模型的有效性,对比分析了三种解析模型的计算精度和效率。基于解析模型,探究了椭圆段和电流密度穿透... 基于均匀电流密度假设和毕奥-萨伐尔定律,该文建立了三种计算跑道型高温超导磁体磁场的解析模型。通过有限元仿真和实验测量验证了解析模型的有效性,对比分析了三种解析模型的计算精度和效率。基于解析模型,探究了椭圆段和电流密度穿透深度对跑道型超导磁体磁场分布的影响,揭示了自洽模型的磁场边界大小对超导磁体临界电流估计值的影响规律。该文建立的磁场解析模型能够准确快速地计算复杂形状超导磁体和常导磁体的磁场,可进一步应用于磁体电感、临界电流、交流损耗和电磁力等参数的计算,以提升磁体电磁设计效率。 展开更多

关键词 跑道型磁体 高温超导磁体 磁场计算 电磁设计 电动磁悬浮

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考虑磁体动态特性的高温超导磁储能磁体设计 被引量：2

4

作者 徐颖 唐跃进 +4 位作者 任丽 刘洋 廖于翔 何清 金涛 《南方电网技术》 北大核心 2015年第12期65-69,共5页

超导磁体是超导磁储能系统(SMES)的核心部件,其优化设计可以提高SMES的经济性和运行性能。提出了一种考虑磁体动态特性的高温超导磁储能磁体设计方法,该方法以有限元方法为基础,选取遗传算法作为优化工具,对高温超导磁体的内径、单饼匝... 超导磁体是超导磁储能系统(SMES)的核心部件,其优化设计可以提高SMES的经济性和运行性能。提出了一种考虑磁体动态特性的高温超导磁储能磁体设计方法,该方法以有限元方法为基础,选取遗传算法作为优化工具,对高温超导磁体的内径、单饼匝数和双饼个数进行了优化。该方法将超导磁体的优化分为了两个部分,一次优化以磁体的用线量为优化目标,二次优化将交流损耗低为优化目标。最后用此方法对储能容量为150 k J的高温超导磁储能磁体进行了优化设计,经过两次优化后的150 k J磁体方案兼具低用线量和低交流损耗的优点。 展开更多

关键词 高温超导磁体 储能系统 优化设计 临界电流

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电压型高温超导储能系统变流器设计与试验 被引量：3

5

作者 诸嘉慧 程强 杨斌 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期119-123,共5页

为提高电力系统动态稳定性,实现高温超导储能系统对电网电压跌落的有效补偿,采用三单相H桥型拓扑结构,搭建了一个电压型高温超导储能系统功率变换器。对控制系统、信号调理系统、功率和驱动保护电路进行了设计;基于SPWM脉冲触发方式,应... 为提高电力系统动态稳定性,实现高温超导储能系统对电网电压跌落的有效补偿,采用三单相H桥型拓扑结构,搭建了一个电压型高温超导储能系统功率变换器。对控制系统、信号调理系统、功率和驱动保护电路进行了设计;基于SPWM脉冲触发方式,应用TMS320F2812型DSP实现了动态电压瞬时跌落补偿的全数字闭环控制,给出了相关的软件程序设计方法。补偿电压实验波形表明该变流器具备应用高温超导储能系统进行动态电压跌落补偿的性能要求。 展开更多

关键词 高温超导储能系统 电压跌落 电压型变流器 TMS320F2812型DSP 设计与试验

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基于完全电压补偿法的SMES用于抑制电压暂降的参数设计 被引量：3

6

作者 宋旭东 向铁元 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期62-67,共6页

电压暂降是动态电能质量问题中发生频率最高、影响程度最严重,同时造成经济损失最大的一类问题。超导磁储能系统(SMES)利用超导磁体的高效储能特性以及现代电力电子装置,能够快速地实现功率的四象限调节,从而有效地抑制电压暂降。由于... 电压暂降是动态电能质量问题中发生频率最高、影响程度最严重,同时造成经济损失最大的一类问题。超导磁储能系统(SMES)利用超导磁体的高效储能特性以及现代电力电子装置,能够快速地实现功率的四象限调节,从而有效地抑制电压暂降。由于超导磁体的稳定性问题,超导线圈中的电流不能超过其允许的临界电流,因此,本文研究在采用完全电压补偿法抑制电压暂降时,超导磁体中最少初始储能所对应的参数设计。本文根据超导磁体以及电压暂降的特性,较为详细地提出参数设计规则,并通过PSCAD/EMTDC进行全时域的SMES抑制电压暂降的仿真,验证参数设计规则的合理性和实用性。 展开更多

关键词 超导磁储能装置 电压暂降 完全电压补偿 参数设计 时域仿真

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FAIR收集环二极超导磁体电流引线的概念设计 被引量：1

7

作者 朱银锋 吴维越 刘常乐 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期162-165,共4页

阐述了FAIR收集环二极超导磁体电流引线的基本原理,给出了电流引线的主要参数及初步设计方案,提出了使用复合材料和通过结构优化以减小电流引线的漏热,并根据电流引线的传热特性进行了漏热的分析和计算,实验结果验证了概念设计的可行性。

关键词 FAIR收集环 概念设计 超导磁体 电流引线

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高温区运行Micro-SMES研发及其系统仿真分析 被引量：1

8

作者 丘明 诸嘉慧 +1 位作者 魏斌 张宏杰 《储能科学与技术》 CAS 2013年第1期1-11,共11页

近年来第Ⅱ代YBCO高温超导涂层导体的制备工艺取得巨大的进展,其优越于第Ⅰ代BSCCO高温超导体的性能使它在电力领域的应用受到广泛重视。本文考虑到YBCO涂层导体磁场下各向异性载流特性,在确保储能容量的基础上最大限度地减少导体用量... 近年来第Ⅱ代YBCO高温超导涂层导体的制备工艺取得巨大的进展,其优越于第Ⅰ代BSCCO高温超导体的性能使它在电力领域的应用受到广泛重视。本文考虑到YBCO涂层导体磁场下各向异性载流特性,在确保储能容量的基础上最大限度地减少导体用量获得超导磁储能(SMES)磁体的优化;依据磁体损耗和引线漏热分析进行过冷液氮低温系统的整体设计;采用斩波器和电压型变换器实现SMES与系统间的能量/功率传递;通过仿真建模探索其在电力系统中的作用和影响,并对应用的可行性进行了探讨。 展开更多

关键词 超导磁储能 YBCO涂层导体 系统设计 应用分析

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新型开放式超导MRI主磁体结构优化设计 被引量：1

9

作者 张艳丽 黄文月 +1 位作者 曾林锁 谢德馨 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2013年第3期246-250,共5页

针对超导磁共振成像(MRI)装置对磁体结构开放性的设计要求,提出了一种开放式超导MRI磁体结构.为了实现高磁场强度、高磁场均匀度以及低成本等设计目标,对设计的磁体结构进行了多目标优化.运用正交试验(OD)法确定影响磁体性能指标的关键... 针对超导磁共振成像(MRI)装置对磁体结构开放性的设计要求,提出了一种开放式超导MRI磁体结构.为了实现高磁场强度、高磁场均匀度以及低成本等设计目标,对设计的磁体结构进行了多目标优化.运用正交试验(OD)法确定影响磁体性能指标的关键设计变量,在此基础上,提出一种结合表面响应法和遗传算法的自适应优化策略,找出全局最优解,完成了主磁体结构的优化设计.实验结果表明,设计的超导型MRI主磁体不仅提供了一定的开放成像空间,同时也满足成像区磁场强度及均匀度等方面的设计要求. 展开更多

关键词 超导型MRI 开放式 主磁体 优化设计 多目标优化 表面响应法 正交试验 遗传算法

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规模化超导储能磁体概念设计及系统经济性评估 被引量：5

10

作者 陈孝元 张名顺 +2 位作者 庞洲 雷一 李海波 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期39-49,共11页

在以新能源为主体的新型电力系统中,电力储能系统将会面临着能量交互次数越来越多、容量越来越大的迫切需求。建立了轴向气隙优化型超导储能磁体结构设计模型,初步形成了规模化超导储能概念设计方案。给定相同的10 km超导线长度,优化后... 在以新能源为主体的新型电力系统中,电力储能系统将会面临着能量交互次数越来越多、容量越来越大的迫切需求。建立了轴向气隙优化型超导储能磁体结构设计模型,初步形成了规模化超导储能概念设计方案。给定相同的10 km超导线长度,优化后的磁体储能量相比传统螺线管提高了约30%,有效降低了单位储能投资成本。考虑日均330次储能充放电需求的新能源应用场合,10.8 GJ/3 MWh规模化超导储能的瞬态峰值功率补偿能力相当于495 MWh电池储能系统,且超导储能运行10年后的总投资成本将会低于电池储能。因此,在能量交互日益频繁的新能源电力系统中,超导储能系统有望实现更低的储能容量及投资成本,缓解电池储能的过充/过放压力,延长电池储能的使用寿命,提高电力储能的整体经济效益。 展开更多

关键词 超导储能 规模化超导磁体设计 超导-电池混合储能 经济性评估

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基于SMES的综合电能质量调节器及其设计 被引量：2

11

作者 侯勇 姜建国 《电工电能新技术》 CSCD 2004年第4期26-29,55,共5页

本文介绍一种基于超导储能(SMES)的综合电能质量调节装置,阐明了装置的电路结构和工作原理,通过实验验证了该装置结构和控制的有效性,分析了主电路参数的设计方法。

关键词 电能质量 超导储能(SMES) 并联处理 电流型变流器(CSI) 参数设计

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一种新型的铁屏蔽式短腔MR超导磁体设计方法

12

作者 唐昕 俎栋林 +2 位作者 包尚联 王涛 韩宝辉 《中国医学影像技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期1768-1771,共4页

目的针对一种新型的直接将铁屏作为杜瓦室温屏的铁屏蔽式MR超导磁体,提出一种新的设计优化方法。方法根据设计指标使用参数加权法构建目标函数,然后利用模拟退火算法(SAA)优化该目标函数,得到全局最优解,并采用有限元法对铁屏蔽超导磁... 目的针对一种新型的直接将铁屏作为杜瓦室温屏的铁屏蔽式MR超导磁体,提出一种新的设计优化方法。方法根据设计指标使用参数加权法构建目标函数,然后利用模拟退火算法(SAA)优化该目标函数,得到全局最优解,并采用有限元法对铁屏蔽超导磁体产生的电磁场进行计算。结果该方法模拟设计了一种全身MR系统短腔1.5T铁屏蔽式超导磁体,腔长1.6m,400mm球成像区域,磁场峰峰值2.2ppm,5Gs线7.1m(轴向)×5.3m(径向)。结论该优化方法对设计铁屏蔽式短腔MR超导磁体非常有效。 展开更多

关键词 磁共振成像 超导磁体设计 铁屏蔽 模拟退火算法

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带有多角形铁轭自屏蔽的MRI超导磁体的优化设计

13

作者 励庆孚 杨昕 刘允松 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第11期14-19,共6页

以八角形铁轭为例，提出了具有多边形铁轭自屏蔽ＭＲＩ超导磁体的优化设计方法．方法基于磁场的球谐波分解，通过优化磁体主线圈的几何参数，消除磁场中１２次以下带状球谐波磁场分量；对于田形球谐波磁场采用校正线圈或铁磁元件进行校... 以八角形铁轭为例，提出了具有多边形铁轭自屏蔽ＭＲＩ超导磁体的优化设计方法．方法基于磁场的球谐波分解，通过优化磁体主线圈的几何参数，消除磁场中１２次以下带状球谐波磁场分量；对于田形球谐波磁场采用校正线圈或铁磁元件进行校正．多角形铁轭磁化磁场的计算采用三维非线性积分方程法，然后根据空间磁场的分布用最小二乘法进行球谐波分解．计算中考虑了铁轭磁化的对称性和周期性变化的规律，使方程的阶数大大降低，减少了计算时间，并可提高计算精度． 展开更多

关键词 核磁共振成像 高匀场磁体 超导磁体 磁屏蔽

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高温超导磁悬浮储能飞轮轮毂结构的优化设计 被引量：2

14

作者 魏学敏 汤继强 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第15期1784-1787,共4页

针对一种高温超导磁悬浮储能飞轮轮毂结构,论述其优化设计方法,以达到提高储能密度的目标。运用有限元理论建立轮毂结构模型,以拓扑结构优化、材料优选与形状优化的方法对其进行优化。结果表明,在满足强度、一阶弹性共振频率、极转动惯... 针对一种高温超导磁悬浮储能飞轮轮毂结构,论述其优化设计方法,以达到提高储能密度的目标。运用有限元理论建立轮毂结构模型,以拓扑结构优化、材料优选与形状优化的方法对其进行优化。结果表明,在满足强度、一阶弹性共振频率、极转动惯量、几何尺寸、形状和控制系统等多学科约束条件下,轮毂的储能密度比设计方案提高了7.6%。该优化方法提高了转子的设计效率,对飞轮的高速储能有重要意义。 展开更多

关键词 高温超导 磁悬浮储能飞轮 飞轮轮毂 优化设计

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CFETR中心螺线管超导模型线圈预紧机构的优化设计及分析 被引量：5

15

作者 尹大鹏 武玉 +1 位作者 韩厚祥 许爱华 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期344-349,共6页

介绍了中国聚变工程实验反应堆(CFETR)中心螺线管(CS)超导模型线圈,其主要包括Nb3Sn线圈、NbTi线圈、预紧机构、缓冲区、接头、接头支撑、冷却氦管和氦管支撑等部件。CS模型线圈预紧机构由15个预紧梁、30根预紧杆和支撑板组成。在室温... 介绍了中国聚变工程实验反应堆(CFETR)中心螺线管(CS)超导模型线圈,其主要包括Nb3Sn线圈、NbTi线圈、预紧机构、缓冲区、接头、接头支撑、冷却氦管和氦管支撑等部件。CS模型线圈预紧机构由15个预紧梁、30根预紧杆和支撑板组成。在室温下对预紧机构施加75MN的预紧力,基于ANSYS的电磁分析及优化设计模块进行了预紧机构优化设计和力学分析。力学分析结果表明,预紧机构满足使用要求。 展开更多

关键词 超导磁体 中心螺线管 模型线圈 优化设计 力学分析

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基于大型超导测试平台的移能电阻系统设计 被引量：2

16

作者 王琨 宋执权 +3 位作者 仝玮 汪舒生 张秀青 Mahmood U L Hassan 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期81-87,共7页

大型超导测试平台用于测试大型超导磁性负载的性能。测试过程中,当超导磁性负载失去超导性能时,大量能量积聚于负载内部从而造成难以恢复的损害,因此需要立刻通过失超保护系统将存储于超导磁性负载内部的能量转移出并进行有效的释放。... 大型超导测试平台用于测试大型超导磁性负载的性能。测试过程中,当超导磁性负载失去超导性能时,大量能量积聚于负载内部从而造成难以恢复的损害,因此需要立刻通过失超保护系统将存储于超导磁性负载内部的能量转移出并进行有效的释放。在失超保护系统中移能电阻系统用于所转移能量的承载,并通过热量排散的形式进行能量释放。针对大型超导测试平台中待测试超导磁性负载参数,设计的移能电阻系统可以根据待释放能量总量、能量转移时间以及系统电气参数等需求,通过改变电阻系统内部的连接结构从而调节移能电阻系统的能量转移过程。通过对移能电阻系统的矩阵模块化设计以及单移能电阻模块结构设计进行分析,针对每个移能电阻模块的抗电磁应力、杂散电感、结构支撑等设计进行有限元仿真分析,从而验证移能电阻系统设计的可行性。 展开更多

关键词 大型超导测试平台 超导磁性负载 移能电阻系统 矩阵模块化设计

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基于遗传算法的紧凑型高温超导托卡马克磁体优化 被引量：1

17

作者 梁瀚予 盛杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期120-124,共5页

基于遗传算法和二维轴对称磁场有限元模型对高温超导托卡马克装置磁体进行了优化设计。以超导带材使用量最少为优化的目标函数,在给定的背景场设计指标和高温超导带材在50K、不同背景场的临界电流数据下,对磁体物理参数以及运行电流进... 基于遗传算法和二维轴对称磁场有限元模型对高温超导托卡马克装置磁体进行了优化设计。以超导带材使用量最少为优化的目标函数,在给定的背景场设计指标和高温超导带材在50K、不同背景场的临界电流数据下,对磁体物理参数以及运行电流进行优化,得到了托卡马克高温超导磁体在50K温区下的设计方案。 展开更多

关键词 高温超导托卡马克 磁体参数设计 遗传算法 背景场 临界电流

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大孔径背景场磁体的设计与分析

18

作者 杨皓君 陆坤 荣建 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期76-82,共7页

基于中国聚变工程实验堆(CFETR)接头的设计要求,提供了一种大孔径背景场磁体的设计方案。构造出大孔径背景场磁体的结构,利用背景场磁体来得到相应的磁场数据,对比研究磁体的参数对磁场的影响,得出相关参数的变化规律。利用Gandalf程序... 基于中国聚变工程实验堆(CFETR)接头的设计要求,提供了一种大孔径背景场磁体的设计方案。构造出大孔径背景场磁体的结构,利用背景场磁体来得到相应的磁场数据,对比研究磁体的参数对磁场的影响,得出相关参数的变化规律。利用Gandalf程序模拟计算出CFETR接头背景场磁体的分流温度,考虑到液氦的流体力学性能,采用Gandalf程序模拟超导股线的失超行为,估算出较为精确的最小失超能。将最小失超能作为Q0值代入到程序中得出热斑温度值,分析结果表明,设计符合要求,为CFETR高温超导接头的制作和实验提供了可靠依据。 展开更多

关键词 背景场磁体 高温超导 Gandalf程序 结构设计 数值模拟

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基于非支配排序遗传算法与神经网络的20MW双定子超导磁场调制电机优化设计

19

作者 朱新凯 刘雅斌 +2 位作者 王景霞 张志恒 花为 《中国电机工程学报》 2025年第15期6103-6115,I0029,共14页

超导电机比永磁电机拥有更高的功率密度和效率,有利于海上风力发电机单机容量向20 MW以上发展。为解决超导励磁极对数受限于模块化杜瓦几何尺寸而无法提高的问题,该文提出采用整体式杜瓦的双定子超导磁场调制电机拓扑结构。为研究双定... 超导电机比永磁电机拥有更高的功率密度和效率,有利于海上风力发电机单机容量向20 MW以上发展。为解决超导励磁极对数受限于模块化杜瓦几何尺寸而无法提高的问题,该文提出采用整体式杜瓦的双定子超导磁场调制电机拓扑结构。为研究双定子超导磁场调制电机中内定子齿、转子导磁块、外定子齿等各个调制器所带来的谐波分量与不同极槽配合电枢绕组的谐波分量如何实现最佳耦合,分析双定子电机不同极比、极槽配合以及不同极弧系数、转子调制块占比等9个敏感参数对电磁性能的影响,并基于上述参数建立电机数学模型;为解决大功率双定子超导磁场调制电机传统优化方法速度慢、耗费资源多的问题,利用数学模型计算生成的样本库训练BP神经网络,得到9个敏感参数与电机性能间的映射关系,并采用改进第二代非支配排序遗传算法,完成20 MW电机的多目标优化设计。 展开更多

关键词 超导电机 磁场调制 NSGA-II BP神经网络 优化设计 整体式杜瓦

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