高溫超導懸浮系統(tǒng)在不同條件下的電磁力實驗研究.pdf

1、高溫超導懸浮系統(tǒng)因其具有獨特的自穩(wěn)定性成為未來高溫超導體應用的重要分支。作為超導體最主要應用之一的高溫超導懸浮系統(tǒng)，其由單塊永磁體和單塊超導體構(gòu)成的電磁相互作用力特性研究一直是超導懸浮系統(tǒng)安全運行設計的基礎(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。本博士學位論文主要針對高溫超導懸浮系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下的靜、動態(tài)電磁力特性開展實驗研究，揭示出了一些新的現(xiàn)象及特征。并采用宏觀超導理論，對所得結(jié)果給予了闡釋。 首先研究了高溫超導體

2、的時效性對懸浮系統(tǒng)中懸浮力的影響，實驗表明懸浮力在零場冷情形下具有隨機性，而在場冷過程中其絕對值隨冷卻時間增加而增大；通過對永磁體和超導體之間懸浮力和導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動速度對懸浮力和導向力的影響。 其次，研究了初始冷卻高度對軸對稱高溫超導懸浮系統(tǒng)懸浮力的影響。通過對凍結(jié)鏡像模型的改進，實現(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間弛豫。對非軸對稱懸浮系統(tǒng)中懸浮力和導向力時間弛豫的測試發(fā)現(xiàn)，隨著初始冷卻高度的降低，不僅存在導向力行為翻轉(zhuǎn)，而且導向力時間弛豫也存在明顯的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。當冷卻高度與懸浮高度一致時，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