高温超导磁悬浮系统导向力的研究

论文摘要

高温超导材料被发现以来,人们纷纷对其投入了大量的精力进行探索和研究,发现这种陶瓷材料制备的高温超导体能够稳定的悬浮于永磁体建立的磁场中,并具有较强的磁通钉扎能力,与传统的物理悬浮相比,它具有低能耗、不需要任何控制、无环境污染等性质,使它在实际应用中前景广阔。在高温超导磁悬浮系统中,导向力起到十分重要的作用,关系到整个悬浮系统的性能。本文正是基于此对悬浮系统导向力性能进行研究。本文主要通过实验的方法研究高温超导磁悬浮系统的侧向稳定性能,再结合相关理论和前人经验分析整个高温超导磁悬浮系统稳定性能。在没有外界扰动情况下,场冷时研究结果表明：系统循环两次导向力磁滞的程度是不同的,第二次循环磁滞回线包围的面积更小些,磁滞损耗更小；随着悬浮高度的增加,磁滞越来越弱；零场冷时研究结果说明：导向力测试曲线刚好与场冷情况的测试曲线相反,即场冷时正的导向力零场冷为负,场冷负的零场冷为正；并且永磁体回程的导向力比去程的导向力更大；悬浮高度增大,回线面积减小。在时变外磁场扰动时,场冷情况下研究结果表明：系统最大导向力出现在永磁体运动到超导体边缘与线圈交界处,交流磁场幅值越大损耗越大,频率对导向力影响不大。最后没有约束时,研究结果表明：永磁体在没有受到约束时测试导向力比有约束时的导向力小；并且随着悬浮高度增加,导向力曲线与横轴所围面积有减小趋势；在横向移动永磁体的过程中,永磁体受到一个斜向上的力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 磁悬浮车技术
• 1.1.1 常导磁悬浮技术
• 1.1.2 低温超导磁浮技术
• 1.1.3 高温超导磁悬浮技术
• 1.2 高温超导磁悬浮技术相关理论以及特点
• 1.2.1 基本概念
• 1.2.2 超导体的分类
• 1.3 问题的提出
• 1.3.1 课题的背景
• 1.3.2 课题研究现状与进展
• 1.3.3 本文的研究内容和研究方法
• 第二章 实验测试平台和实验方法
• 2.1 实验所用超导块材
• 2.2 实验平台
• 2.3 实验测试过程
• 2.3.1 测试方法
• 2.3.2 测试步骤
• 2.4 实验装置主要性能指标和系统主要功能
• 2.5 小结
• 第三章 外部扰动对高温超导块材导向性能的影响
• 3.1 无外界扰动下导向力性能分析
• 3.1.1 场冷情况下导向力性能分析
• 3.1.2 零场冷情况下导向力性能分析
• 3.2 外部扰动时导向力性能分析
• 3.2.1 交变磁场幅值对导向力性能的影响
• 3.2.2 交变磁场频率对导向力的影响
• 3.3 无约束情况下导向力性能研究
• 3.4 小结
• 第四章 实验应用分析
• 4.1 轨道实验系统情况介绍
• 4.2 系统导向力分析
• 4.2.1 超导体的导向力来源分析
• 4.2.2 轨道上超导体的受力分析
• 4.3 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献