高温超导磁通泵研究进展与发展趋势

高温超导磁通泵是一种基于电磁感应定律的高温超导磁体无接触式供电设备,可在没有任何直接电接触或物理接触下将磁通量泵入超导闭环线圈,以补偿高温超导磁体系统衰减的电流并确保磁体磁场稳定性,从而使高温超导磁体能够工作在持续电流模式下,为实现稳态强磁场提供技术支持.超导磁通泵未来能够替代昂贵的高温超导磁体电流引线,在减小体积和重量的前提下有效提高无线电源设备的能效及可靠性,降低超导磁体带材使用量及制冷机功率,极大地推动高温超导磁体的广泛应用,将对航空航天、国防军事、轨道交通、生物医疗、高能物理等工程应用领域的技术革新做出贡献.本文总结了不同类型高温超导磁通泵的设计方案、技术特点以及最新研究进展,对比分析了各类型超导磁通泵的优缺点与应用前景,阐述了磁通泵在超导磁体及超导电机等应用领域中的潜在发展趋势,为高温超导磁体无线直流电源技术提供了理论支持与技术展望.     

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EI北大核心CSCD

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。     

新闻与动态

【超导】韩国将建世界最大高温超导电力传输系统据报道,为了完成世界上最长的高温超导电力传输系统,韩国电力公司已经完成其第一步,铺设半英里长的实验线缆。     

行波磁场中高温超导电动悬浮磁体的热性能研究EI北大核心CSCD

地面线圈的交变磁场会在超导电动悬浮磁体中感应出涡流,产生涡流损耗,导致磁体温度上升。该文研究地面推进线圈产生的行波磁场对车载高温超导磁体热性能的影响,首先介绍高温超导磁体和推进线圈结构,分析行波磁场空间分布特征;搭建高温超导磁体热性能测试平台,测量行波磁场激扰下超导磁体内关键组件的温度分布,揭示各组件温度耦合关系;最后探究行波磁场频率和峰值对磁体温升的影响规律。结果表明,行波磁场激扰下,超导线圈的温升可忽略不计,但辐射屏温升显著,进一步使超导电流引线温度升高,增大电流引线失超风险,为此提出2种方法来限制电流引线温升。该研究成果可为高温超导悬浮磁体低温结构和电流引线的设计提供参考。     

电力应用中的高温超导

近年来高温超导材料研究已取得了很大进展,特别是Bi系高温超导材料已从实验室走向实用阶段。目前,Bi系带材长度可达千料,平均工程电流密度达14000A/cm^2(OT,77K)。美国、日本、欧洲和我国都已开展高温超导电力应用研究。该文介绍了超导故障电流限制器、高温超导输出电缆、高温超导变压器、高温超导储能系统、高温超导电机和高温超导磁体在各国的研制动态;同时文章就超导电力应用的前景和问题作了阐述。     

韩国超导电缆工程打入国际市场

韩国LS电缆公司又从美国AMSC（超导电缆制造）公司订购了300万m的第2代高温超导电缆线．计划在世界范围内承接交流和直流超导电缆工程．即LS公司的Amperium计划．2012年开始实施。     

电工电能信息

电工电能信息２００－ｐｈ高温超导马达美国超导公司（ＡＳＣ）与ＲｅｌｉａｎｃｅＥｌｅｃｔｒｉｃ公司合作成功研制出了２００－ｐｈ电动马达，开拓了高温超导电机商业化的先河。该电机转子线圈采用高温超导材料，经过调试运转后在２４Ｋ温度下转速可达１８００ｒｍｐ，...     

超导变压器在瑞士试运

瑞士日内瓦市的电网中安装了1台高温超导配电变压器,这台由ABB公司和法国电力公司、日内瓦电力公司共同参与开发研制的三相变压器将18．5kV的电压降到420V,其投资约为3500万美元。为了维持其绕组处于超导状态,采用了液体氧冷却。这台变压器将在实际电网中接受长期性能监测,利用超导材料电阻为零输送电力的优势,与常规变压器相比效率更高。该变压器所用的陶瓷金属超导材料由美国超导公司提供。陶瓷超导材料太脆,通过与金属（例如银）相结合,更能适应超导线圈的要求。高温超导材料的商业化需要若干年的时间,但美国超导公司正致力于…     

Internet信息

1电气智能化技术1.1超导电力变压器在中国电网首次演示成功美国超导公司(American Superconductor Cor-poration)与中科院电工研究所近日对外宣布,电工研究所(IEE)首次成功地在中国一个电力网演示了一个原型超导电力变压器。该变压器利用了由AMSC生产的高温超导电线。http://ww     

世界第一台1000-HP高温超导电机研制成功

美国超导公司和Rockwell国际公司的子公司,Rockwell Automation联合,成功地研制出世界上第一台1000-HP高温超导(HTS)电机.该电机使用HTS导线替代了电机旋转轴上的铜导线.美国超导公司研究表明使用HTS导线的主要益处包括工业和船载电机的尺寸和制造价格的极大减小,并增加了电效应.     

传导冷却高温超导储能磁体制作

介绍高温超导储能的特点,提出一种超导储能磁体的结构及其制作工艺,能保证了超导磁体的导冷效率、绝缘强度,还有效地提高了磁体的机械强度。     

高温超导线圈的性能研究与应用进展

以铜基氧化物超导体为代表的高温超导材料,在液氮温度下将呈现特殊的超导性。使用铜基氧化物超导带材制作的高温超导超导线圈,具备无电阻、高载流、低重量等优势,因此在强磁体、限流器、储能、电机等领域得到广泛应用。由于超导线圈处于“力-电-磁”的复杂工作环境,需要对其机械性能、交流损耗、失超等进行研究。为此,本文综述和分析了高温超导线圈的研究和应用进展。     

超导磁体失超检测电路的设计

超导磁体的失超检测与保护是超导电力技术实用化的一个重要课题。为了实现对超导储能混合磁体的失超检测与保护,本论文根据混合磁体的特点及结构,在现有有源功率检测的基础上,提出了一种针对超导混合磁体的电压校正电路,通过对混合超导磁体上产生的失超信号进行隔离、放大、滤波以及比较等,实现失超信号的检测。设计并完成了失超检测系统硬件电路的制作与调试。通过搭建高温超导线圈的实验装置,在高温超导储能磁体上进行失超检测的实验研究,得出了电压矫正前后的线圈电压波形。给线圈分别以不同速度充电,研究充电速度对阀值电压、失超的起始点及临界电流的影响。实验线圈电压波形表明,该失超检测系统能及时、有效地检测超导混合磁体失超的发生。     

我国第一组实用超导电缆实现并网运行

2004年7月10日,我国第一组超导电缆系统在云南昆明正式运行。世界上第一组并网运行的高温超导电缆是由美国南 线公司研制的30m/三相/30 kV 1 250 A高温超导电缆,于1999年底并网运行;第二组并网运行的高温超导电缆是丹麦NKT 公司研制的30 m/三相/2 kA高温超导电缆,于2001年5月挂网试运行。此次在昆明投运的这组实用超导电缆系统为户外分     

考虑磁体动态特性的高温超导磁储能磁体设计

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 kJ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 kJ磁体方案兼具低用线量和低交流损耗的优点。     

高温超导电缆展开全球竞争

据美国有关部门的市场预测表明,到2020年,全世界超导电缆应用的总市场将达到2440亿美元,高温超导电缆约占5%。届时,全世界现有总长约13万km的地下电缆将会被高温超导电力电缆所陆续取代。     

商用超导电动机试运行

美国超导公司 (马萨诸塞州韦斯特菲洛 )生产的 75 0ｋＷ高温超导电动机投入运转。制作转子用线圈、变化铜线使用高温超导电线。使用这种电线尺寸小 ,提高了效率 ,降低了工业用电动机及船舶推进用电动机的价格。据专家称 ,有关 75 0ｋＷ级的工业用电动机现在的市场 ,估计在世界大概有 10亿美元 /年。在和电动机同样技术基础上成立的 30ＭＷ超级的发电机市场 ,估计 2 0亿美元 /年。过去的电动机消耗了工业国发出电力的约 2 5 %。美国凭借高效率的超导电动机 ,每年节约 10亿美元。高温超导电线相比同样尺寸铜线能传导 10 0倍以上的电力 ,高温超…     

高温超导磁储能用斩波器仿真及试验

针对高温超导磁体充、放电对超导储能系统斩波单元稳定运行的要求,对超导磁储能电压型功率调节系统进行了研究,采用状态空间平均法建立斩波器充电及放电模式的数学模型,分析斩波器充电、续流及放电的工作原理,并设计斩波器的电流闭环反馈控制方法。基于第2代高温超导线圈,考虑到线圈电感量及其限流保护,应用Matlab软件进行了斩波器充电和放电工作模式仿真,并且搭建了一个超导储能的斩波器试验系统,应用DSP2812处理器实现对超导磁体充、放电控制。磁体电压、磁体电流及直流母线电流仿真与实验波形吻合较好,所应用的斩波器数学模型及其控制方法能实现对超导磁体快速稳定地充、放电和续流。     

高温超导电缆展开全球竞争

据美国有关部门的市场预测表明,到2020年,全世界超导电缆应用的总市场将达到2440亿美元,高温超导电缆约占5%。届时,全世界现有总长约13万km的地下电缆将会被高温超导电力电缆所陆续取代。据了解,高温超导电缆采用价格低廉的液态氮作为冷却介质,其传输损耗仅占输电量的0.5%,比常     

科技信息

75m三相高温超导电缆调试并网深圳市沃尔核材股份有限公司参与研制的国家“863”重大项目———75米三相交流高温超导电缆,在甘肃白银市顺利完成检测和调试,并成功并网。据了解,高温超导电缆采用无阻、可传输高电流密度的超导材料作为导电体,能传输大电流,可实现低损耗、高效率、大容量输电。目前,国际上高温超导电缆也仅处于研发和试验阶段,尚没有工业化生产和商业运行。专家称,此次研制的75米高温超导电缆,完全由国内科研单位和企业自主研发,集中了国内超导技术、电缆绝缘和制造技术的优势力量。检测表明,该技术成果大大降低了超导电缆的…