环氧树脂固化工艺条件对YBCO超导带材临界电流的影响

为了研究固化条件对超导带材临界电流的影响,采用电测法实验测量了多种固化工艺条件下YBCO高温超导带材的临界电流。分析得到热处理温度140℃时,超导带临界电流出现明显退化,温度越高退化越明显;超导带临界电流随着固化时间的延长而降低,处理温度越高,随时间下降的幅度越大,并从超导体钉扎效应的角度对实验结果进行了初步的分析。     

PIλ 电流内环控制器实现的链式APF在外超导磁体中的应用

稳态强磁场超导磁体电源采用双反星型可控硅整流技术方案,是一种典型的非线性负载,运行时会带来较大的无功冲击及谐波污染。针对科学装置的链式高压有源电力滤波方案规划,结合有源滤波系统的非线性特性,提出一种采用分数阶PI控制器代替普通PI控制器实现的电流内环解耦方法,基于改进的Oustaloup算法,实现分数阶微积分的求解。通过仿真与实验对比分析了分数阶PI与常规PI控制器的运行效果。经仿真与实验表明,采用的分数阶PI电流内环控制器是正确的,且具有一定的参考价值。     

高温超导变压器关键技术

由于超导材料的无阻载流特性,其在超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导储能、超导电机等超导电力装置中的应用引起人们极大兴趣。其中超导变压器具有体积小、重量轻、损耗低、无火灾隐患、无环境污染和低漏抗等特点。简要介绍了高温超导变压器基本结构,重点介绍了变压器研发过程中的关键技术问题,包括液氮和气氮低温绝缘特性、超导绕组损耗分析、电流引线设计、非金属低温容器设计等,为高温超导变压器的研发提供有用的参考。     

高温超导变压器研发进展综述

与传统常规变压器相比,超导变压器具有很多优势,如体积小、重量轻、损耗低、无污染火灾隐患等。近十几年来,随着高温超导线材取得重要的研究进展,国际上相继开展了高温超导变压器的研发,已有三台样机成功地完成了挂网试验。简要介绍了近年来国内外高温超导变压器（包括电力变压器和机车变压器）的研发情况以及近期几个基于第二代高温超导线材的高温超导变压器项目,并指出随着高温超导线材的技术发展,限流变压器的研究值得关注。     

超导磁液推力轴承的结构设计及性能分析

为提高大型飞轮储能系统的效率和稳定性,设计了一种超导磁力与静压流体力相复合、由16块超导瓦和8块带小孔节流器的静压瓦组成的推力轴承。首先基于超导体局域模型和静压流体方程建立分析模型,然后采用解耦的方法分析复合轴承的刚度等性能指标,对复合轴承进行优化。结果表明复合轴承既可以保证稳定悬浮,又能保持较大的刚度,其功率损耗也在可接受范围内。     

采用低氟溶胶-凝胶法在725℃煅烧温度下制备YBCO超导薄膜的研究

采用低氟溶胶-凝胶法在LaAlO₃(100)基板上制备了YBa₂Cu₃O_7-x (YBCO)薄膜,研究了725℃的煅烧过程中氧含量对最终所得到YBCO薄膜的临界电流密度J_c的影响。研究发现,煅烧过程中氧气含量在100-1700 ppm范围内时,所获得的YBCO薄膜均具有良好的双轴织构特征。然而,当氧气含量较小时,所获得的YBCO薄膜致密性差,J_c较低。随着氧气含量的增大,YBCO薄膜表面逐渐变得致密。当氧气含量增加到300ppm时,YBCO薄膜表面较致密,J_c值达到4.3MA/cm₂。继续增大氧含量,薄膜表面出现富铜的第二相颗粒并逐渐增多,导致薄膜J_c降低。     

高临界电流密度、低损耗Cu5Ni基NbTi线材制备技术研究

重离子装置中的加速器磁体均服役在±2.25T/s的高速脉冲条件下,因此要求该种磁体所用的超导线材具有较高的临界电流和较低的损耗。针对项目需求,本文设计及制备了两种新型结构的NbTi/Cu5Ni超导线材,芯数分别为12960芯和10800芯、铜比2.0、芯丝直径均小于5 μm。系统研究了两种新型结构超导线的芯丝截面形貌、芯丝表面形貌、磁滞损耗及不同时效热处理下的临界电流密度和n值。通过优化工艺后获得了Jc(5 T、4.2 K)为2902 A/mm_²,Qh(4.2 K,± 3T)为34.2 mJ/cm_³ 的千米级NbTi/Cu5Ni超导长线,并可实现批量化生产,为重离子装置的研制提供材料基础。     

Plasma position and current control system enhancements for the JET ITER-like wall

The upgrade of Joint European Torus (JET) to a new all-metal wall, the so-called ITER-like wall (ILW), has posed a set of new challenges regarding both machine operation and protection. The plasma position and current control (PPCC) system plays a crucial role in minimizing the possibility that the plasma could permanently damage the ILW. The installation of the ILW has driven a number of upgrades of the two PPCC components, namely the Vertical Stabilization (VS) system and the Shape Controller (SC). The VS system has been enhanced in order to speed up its response and to withstand larger perturbations. The SC upgrade includes three new features: an improved termination management system, the current limit avoidance system, and the PFX-on-early-task. This paper describes the PPCC upgrades listed above, focusing on the implementation issues and on the experimental results achieved during the 2011–12 JET experimental campaigns.     

Finite element analysis of the localised thermal quench of an HTS tape

In this work, we perform a finite element method (FEM) analysis of the localised thermal quench of a high temperature superconducting (HTS) tape. One 3D thermo-electric coupling FEM model, which is constructed to address the actual development of the localised thermal quench occurred in the HTS tape, has been proposed. One quench experiment is performed to validate this model. It is shown that the mode can quantitatively reflect the dynamic and static quench characteristics when comparing the results of the experiment with the model. The FEM model generates an estimate of the location of the highest temperature and visualisation of the quench dynamics.