[發明專利]一種三維非對稱結構高溫超導磁體交流損耗的獲取方法有效
| 申請號： | 201811567263.5 | 申請日： | 2018-12-20 |
| 公開（公告）號： | CN109884402B | 公開（公告）日： | 2020-02-14 |
| 發明（設計）人： | 張宇;任麗;王作帥;唐躍進;李敬東;徐穎;石晶 | 申請（專利權）人： | 華中科技大學;國網湖北省電力有限公司 |
| 主分類號： | G01R27/26 | 分類號： | G01R27/26 |
| 代理公司： | 42201 華中科技大學專利中心 | 代理人： | 曹葆青;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 交流損耗 高溫超導磁體 三維 非對稱結構 超導體 非線性電阻特性 三維有限元分析 超導磁體結構 邊界條件 超導磁體 超導繞組 磁化特性 二維模型 實際工程 鐵磁材料 有效計算 重要意義 非對稱 加載 求解 磁場 評估 自由 | ||
1.一種三維非對稱結構高溫超導磁體交流損耗的獲取方法，其特征在于，包括：
(1)確定三維非對稱高溫超導磁體結構和各組成部分材料參數；
(2)根據所述超導磁體結構和各組成部分材料參數建立三維有限元分析模型，在三維有限元分析模型中選定不同角度編號下的超導域，并在超導域外建立多個閉合線邊界，求解各閉合線邊界的磁場強度數值，按照空間坐標、時間以及磁場強度分量值的方式導出，形成在三維模型下的磁場強度數值的插值表；
(3)提取一閉合線邊界，以其位置處的物理場量為基準，將超導繞組等效為二維軸對稱模型，并將該閉合線邊界的磁場強度數值的插值表轉換為二維軸對稱模型下的磁場強度數值的插值表作為狄利克雷邊界條件，計算超導繞組在該閉合線邊界等效下的交流損耗數值；
(4)重復步驟(3)依次計算超導繞組在各閉合線邊界等效下二維模型的交流損耗數值，并對各等效交流損耗的計算結果取平均作為該超導繞組最終的交流損耗計算結果。
2.如權利要求1所述的獲取方法，其特征在于，所述超導磁體結構包括：線圈型式、超導繞組的繞制方式和鐵心結構；
所述各組成部分材料參數包括：鐵心的BH曲線參數和超導體的非線性電阻率。
3.如權利要求1所述的獲取方法，其特征在于，所述三維有限元分析模型設置有磁場計算模塊；所述二維軸對稱模型中設置有交流損耗計算模塊。
4.如權利要求2所述的獲取方法，其特征在于，所述超導體的非線性電阻率為：
其中，E0為失超判據，ρ為超導體電阻率，J為超導體電流密度，Jc(B)表示超導體在不同外磁場下的臨界電流密度；n為失超非線性指數，用以描述超導體電阻率變化的非線性程度。
5.如權利要求3所述的獲取方法，其特征在于，所述磁場計算模塊的物理場控制方程為
所述交流損耗計算模塊的物理場控制方程為E＝ρJ，B＝μH；
其中，H為磁場強度，J為電流密度，B為磁感應強度，A為磁矢勢，E為電場強度，σ為材料的電導率，ρ為超導體的電阻率，μ為材料的相對磁導率。
6.如權利要求1或3所述的獲取方法，其特征在于，所述閉合線邊界的磁場強度數值由三維笛卡爾坐標轉換為二維柱坐標。
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