NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
高温超导磁悬浮系统的优化设计
黄涵洋
Subtype硕士
Thesis Advisor王国民
2014-05
Degree Grantor中国科学院大学
Degree Discipline仪器仪表工程
Keyword高温超导磁悬浮轴承 天文望远镜 环形杜瓦 漏热分析
Abstract
高温超导磁悬浮轴承是一种利用第二类高温超导体与永磁体之间的磁悬浮力将转子悬浮起来,使转子和定子之间无接触的新型轴承,在空间、南极以及月球等超低温环境下,与传统的机械轴承相比,有很多无法比拟的优点。
 
本文根据天文望远镜方位转台结构的支承特点,研制了一种环形杜瓦装置,在杜瓦内部采用真空多层绝热结构,并在整个外表面包裹了玻璃微纤维深冷绝热纸,对该绝热结构进行漏热分析。在电磁场理论以及超导材料临界态Bean 模型的基础上,利用电磁场有限元软件Ansoft Maxwell,对超导磁悬浮轴承的静态特性进行了分析,得到了磁场强度,悬浮力等结果,并分析了轴承的不同结构以及结构参数对轴承的磁悬浮力的影响。
 
高温超导轴承系统,首先要解决的就是低温问题。本文研制的环形杜瓦装置,采用了合适的绝热系统设计,通过漏热分析,对绝热系统进行了改进,保证了内部液氮的工作时间达到设计的要求。而悬浮力是超导体和永磁体之间间隙的函数,其大小与轴承的结构有着密切的关系。对于超导轴承系统,需要对轴承的结构及参数进行优化设计,保证超导体和永磁体之间足够的悬浮力能够使转子悬浮。通过计算发现,磁悬浮力随着悬浮间隙递减;磁悬浮力随着永磁圈厚度递增,当厚度超过一定值后,递增幅度变得很小;而悬浮力随着永磁圈宽度先增后减,当宽度接近超导块直径时出现最大值;采用扇形拼接的永磁导轨,在转子转动的过程中,经过扇形永磁块的一个周期,悬浮力的变化幅度最大为1.3%。
Subject Area天文技术与方法
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/770
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
望远镜工程中心_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
黄涵洋. 高温超导磁悬浮系统的优化设计[D]. 中国科学院大学,2014.
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