運動外磁場下高溫超導(dǎo)YBCO塊材的動態(tài)懸浮特性實驗研究.pdf

1、在人類社會追求可持續(xù)發(fā)展的高新技術(shù)背景下，具有節(jié)能、環(huán)保、安全、高速、舒適等優(yōu)點的高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)無疑是未來軌道交通工具的重要選擇之一。為了加快我國2000年底國際首次研制成功的載人高溫超導(dǎo)磁懸浮車從實驗演示到中試線試驗的進程，本論文針對高溫超導(dǎo)磁懸浮車運行起來后的懸浮性能變化問題，對高溫超導(dǎo)YBCO塊材在不同速度運動外磁場下的懸浮特性進行了系統(tǒng)的研究工作。 論文主要從三個方面展開，第一部分為針對高溫超導(dǎo)磁懸浮車性能優(yōu)化問題，

2、探討完善了高溫超導(dǎo)體-永磁軌道相互作用的準(zhǔn)靜態(tài)懸浮性能優(yōu)化方法，為后續(xù)的動態(tài)懸浮性能研究提供了依據(jù)和借鑒；第二部分參考高溫超導(dǎo)磁懸浮軸承(SMB)旋轉(zhuǎn)損耗的研究方法，以自制的SMB為實驗平臺研究了不同轉(zhuǎn)速下永磁體．高溫超導(dǎo)體懸浮系統(tǒng)的動態(tài)懸浮特性；第三部分以本小組2006年研制成功的高溫超導(dǎo)磁懸浮動態(tài)測試系統(tǒng)(SCML-03)為平臺模擬高溫超導(dǎo)磁懸浮車的真實運行情況，研究不同運動速度下永磁軌道上方車載高溫超導(dǎo)塊材的懸浮力性能變化。其中包

3、括：場冷高度、工作高度、運動模式、運行時間、最高運行速度等實驗條件的影響。值得注意的是，第二、三部分研究內(nèi)容中運動外磁場的主要特征在于：SMB中永磁體提供的外磁場均勻性高，而實驗中高溫超導(dǎo)磁懸浮車用永磁軌道磁場存在一定不均勻性，這樣使得論文工作具有可比性，研究結(jié)果更加鮮明。 論文的主要創(chuàng)新點在于利用SCML-03動態(tài)測試裝置首次對相對速度0-238km/h范圍內(nèi)的車載高溫超導(dǎo)塊材在永磁軌道上方的懸浮力性能進行了研究，這也是迄今為

4、止涉及高溫超導(dǎo)磁懸浮車動態(tài)運行研究的最高實驗速度。實驗發(fā)現(xiàn)受永磁軌道運行方向存在的磁場不均勻性影響，工作運行在其上方的車載高溫超導(dǎo)塊材主要受磁滯損耗、渦流損耗和高速運行下發(fā)生的屏蔽電流延遲這三方面作用，最終使塊材在運動過程中出現(xiàn)懸浮力波動、衰減和高速運行下的懸浮力下降現(xiàn)象。其中，運動外磁場下塊材懸浮力衰減的作用機理被歸結(jié)為能量損耗帶來的熱量導(dǎo)致塊材的性能參數(shù)下降。從上述作用機理出發(fā)，論文提出了6種能夠有效抑制上述懸浮力衰減的方法，并用實