高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)在不同條件下的電磁力實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)因其具有獨(dú)特的自穩(wěn)定性成為未來高溫超導(dǎo)體應(yīng)用的重要分支。作為超導(dǎo)體最主要應(yīng)用之一的高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)，其由單塊永磁體和單塊超導(dǎo)體構(gòu)成的電磁相互作用力特性研究一直是超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)安全運(yùn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，成為這一領(lǐng)域的基礎(chǔ)性研究課題并受到廣泛關(guān)注。本博士學(xué)位論文主要針對高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下的靜、動態(tài)電磁力特性開展實(shí)驗(yàn)研究，揭示出了一些新的現(xiàn)象及特征。并采用宏觀超導(dǎo)理論，對所得結(jié)果給予了闡釋。 首先研究了高溫超導(dǎo)體

2、的時(shí)效性對懸浮系統(tǒng)中懸浮力的影響，實(shí)驗(yàn)表明懸浮力在零場冷情形下具有隨機(jī)性，而在場冷過程中其絕對值隨冷卻時(shí)間增加而增大；通過對永磁體和超導(dǎo)體之間懸浮力和導(dǎo)向力三維分布的測試，獲得了零場冷情形下該系統(tǒng)的最優(yōu)懸浮區(qū)間，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)懸浮力-距離的磁滯回線存在交叉現(xiàn)象，并測試了永磁體的運(yùn)動速度對懸浮力和導(dǎo)向力的影響。 其次，研究了初始冷卻高度對軸對稱高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)懸浮力的影響。通過對凍結(jié)鏡像模型的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了對最大懸浮力飽和特征問題的理論

3、解釋。在此基礎(chǔ)上，測試了不同冷卻高度的懸浮力弛豫特征，提出了一種懸浮力弛豫的抑制方法，該方法既不顯著降低懸浮力的有效值，又可有效抑制懸浮力的時(shí)間弛豫。對非軸對稱懸浮系統(tǒng)中懸浮力和導(dǎo)向力時(shí)間弛豫的測試發(fā)現(xiàn)，隨著初始冷卻高度的降低，不僅存在導(dǎo)向力行為翻轉(zhuǎn)，而且導(dǎo)向力時(shí)間弛豫也存在明顯的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。當(dāng)冷卻高度與懸浮高度一致時(shí)，懸浮力行為和弛豫行為隨著橫向位移的改變也存在類似的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。我們采用Bean模型和Anderson-Kim模型定性解釋了