高频空间矢量磁场下超导悬浮系统应用特性研究

基本信息
批准号:51407015
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:刘伟
学科分类:
依托单位:成都理工大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:康东,李琳琳,杨小峰,王飞,许联国,张君宝
关键词:
磁悬浮轴承飞轮储能空间矢量磁场高温超导再生制动
结项摘要

The lack of suitable energy storing device for the regenerative braking system is an essential crisis to the subway and light rail system, which is also important for the power saving. The high speed flywheel based on the high temperature superconductive (HTS) maglev bearing has excellent technology advantages compared with the battery and super-capacitor. Furthermore, the flywheel of HTS maglev bearing has superior immunity from interference and self-recovery ability, which is very propitious to the subway system. The alternative fluctuation and inhomogeneous disturb of applied magnetic field will induce fluxes motion and energy loss within the bulk high temperature superconductor (HTSC), which will influence the performance of HTS maglev bearing obviously. The conventional researches based on experiments of time-varying uniform magnetic field and simulation calculation cannot satisfy the requirement of engineering application in the subway system. This project has planned to set up the space vector magnetic field (SVMF) with different frequency by the permanent magnet assembly and driving system. The influence of SVMF on the application performance of bulk HTSC will be researched by the experiment system. Moreover, the particular operation conditions of subway system, such as the relationship among the high frequency SVMF, the self-recovery ability and the performance under frequent acceleration and deceleration, will also be researched by the experiment system. The simulations based on the experimental results will be used to investigate the fluxes motion and loss mechanism within the bulk HTSC deeply, which is help to propose the optimal methods to ensure the safety of subway. The researches of this project are not only the vital engineering basis for the application of HTS maglev bearing in the subway system, but also are the credible references for the high-speed application of HTS maglev system.

地铁及轻轨系统再生制动系统迫切需要合适储能装置进行电能存储,以达到节电目的。以高温磁悬浮轴承为基础的高速飞轮储能器相较于电池、超级电容具有突出技术优势,且抗干扰能力强并具备自恢复特性,非常适合地铁使用。高温超导磁悬浮轴承高速运行时的磁场交变及不均匀性扰动可能引发超导块材内部损耗并影响轴承性能。针对传统均匀时变磁场实验研究及仿真模拟无法满足地铁工程应用的情况,本课题通过特殊设计的永磁阵列组合及驱动系统得到不同波形和交变频率下的空间矢量磁场,研究真实运行条件下高温超导块材悬浮应用特性,并对高频空间矢量磁场下超导块材可恢复特性、频繁加减速特性等地铁特殊需求及关键问题开展实验研究。在实验基础上,结合仿真计算,对超导块材内部磁通运动过程和损耗机制进行深入剖析,提出改进方法,保证地铁应用安全。课题研究内容不仅是高温超导磁浮轴承地铁应用的直接工程依据,亦可为高温超导磁浮技术其它高速应用领域提供科学判据。

项目摘要

本项目针对高温超导磁悬浮高速应用中所面临的问题,开展了高频空间磁场作用下超导块材悬浮系统关键性能研究。采用特殊设计的永磁块阵列构建了半波型、半波-全波复合型、全波型空间矢量磁场,对不同磁场构型下超导磁悬浮系统的力学特性及温升特性进行了实验测试,包含不同交变频率、不同倾角、频繁加减速、外加铁磁性物质扰动、长时间运行等测试内容。建立了超导块材与空间矢量磁场的二维及三维计算模型,对不同磁场构型、频率、强度以及空间位置等参数影响下的块材内部损耗特征及温升机理进行了研究。研究结果表明,空间矢量磁场作用下的超导块材内部损耗及温升特征与均匀磁场作用下存在较大差异。具有磁力线闭合特征的空间磁场,在相同强度及频率下,所造成的超导块材内部损耗要高于具有磁力线发散特征的空间磁场。全波型空间矢量磁场在低频下所造成的超导块材内部损耗要远高于半波型及半波-全波复合型磁场。超导块材内部损耗会随倾角增大而降低。铁磁性扰动的引入,在不同磁场结构及测试状态下会造成不同的影响结果。相较于半波型磁场,在全波型及半波-全波复合型磁场下,需要经历更多次数的加减速过程,超导块材内部的悬浮力及温升特性才能趋于稳定。在项目使用期间,超导块材的弛豫特性,即磁通钉扎性能未发生明显改变。项目的主要科学意义在于,通过高频空间磁场的引入与研究,可以理解超导块材在高速应用状态下,磁场不均匀性对其悬浮性能的影响,相关研究具有较强普适性,可以用于直线型及旋转型应用系统。相关结果表明,磁场构型是决定空间磁场对超导块材内部损耗影响的关键因素。在低频下,全波型磁场会带来较大的损耗,造成悬浮力的大幅下降,并且需要更长的加减速过程才能使块材悬浮性能趋于稳定,因此在实际工程应用中,应当注意避免引入类似结构磁场不均匀性的引入。此外,仿真及测试结果均表明,高频空间磁场作用下的起始50 s时间内是损耗及温升增长最快的时段,在实际应用中应当予以重点关注。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

DOI:10.1051/jnwpu/20213920292
发表时间:2021
2

超声无线输能通道的PSPICE等效电路研究

超声无线输能通道的PSPICE等效电路研究

DOI:10.3969/j.issn.0372-2112.2018.08.012
发表时间:2018
3

基于主体视角的历史街区地方感差异研究———以北京南锣鼓巷为例

基于主体视角的历史街区地方感差异研究———以北京南锣鼓巷为例

DOI:
发表时间:2019
4

贵州织金洞洞穴CO2的来源及其空间分布特征

贵州织金洞洞穴CO2的来源及其空间分布特征

DOI:
发表时间:2016
5

传统聚落中民间信仰建筑的流布、组织及仪式空间——以闽南慈济宫为例

传统聚落中民间信仰建筑的流布、组织及仪式空间——以闽南慈济宫为例

DOI:
发表时间:2017

刘伟的其他基金

批准号:30770292
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21803062
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31401829
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81703681
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30970904
批准年份:2009
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:61703447
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860294
批准年份:2008
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71372139
批准年份:2013
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50572002
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51505144
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21005048
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300608
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502140
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50371085
批准年份:2003
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:81273701
批准年份:2012
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:59976010
批准年份:1999
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:59975089
批准年份:1999
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:21266021
批准年份:2012
资助金额:58.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41273019
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:50571098
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:51703039
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21402101
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701264
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70241010
批准年份:2002
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:50876035
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:81803659
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71602161
批准年份:2016
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601069
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81770167
批准年份:2017
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30500345
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000261
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51604044
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900860
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31372211
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81000163
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51571187
批准年份:2015
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:21071090
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31702204
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51736004
批准年份:2017
资助金额:292.00
项目类别:重点项目
批准号:51036003
批准年份:2010
资助金额:235.00
项目类别:重点项目
批准号:71401105
批准年份:2014
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30570882
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31870746
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51771198
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:58906447
批准年份:1989
资助金额:3.80
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860607
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10947124
批准年份:2009
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51678368
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51274221
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51471167
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:81671921
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:61503202
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51276071
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:49373164
批准年份:1993
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:70541009
批准年份:2005
资助金额:7.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51872052
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51604277
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59205046
批准年份:1992
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571882
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:41101542
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101415
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61662024
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31060209
批准年份:2010
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31530040
批准年份:2015
资助金额:285.00
项目类别:重点项目
批准号:61674152
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11601463
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271431
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30971429
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81302358
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81802934
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50908222
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400647
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:32000447
批准年份:2020
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21403113
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31470943
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:51875460
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41406201
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61001215
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801470
批准年份:2008
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11172325
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:70872122
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:51877029
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21766018
批准年份:2017
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61871452
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:60672182
批准年份:2006
资助金额:20.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31372256
批准年份:2013
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:81502091
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50474087
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31600134
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50071062
批准年份:2000
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:11201234
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31602178
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71272219
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:41573030
批准年份:2015
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:70472016
批准年份:2004
资助金额:14.80
项目类别:面上项目
批准号:51071095
批准年份:2010
资助金额:39.00
项目类别:面上项目
批准号:50671052
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:81603447
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400137
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30471223
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:40972053
批准年份:2009
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51709153
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701981
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50978259
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:31901826
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21307124
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81071590
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:81471925
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11874426
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31171288
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11203088
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31460435
批准年份:2014
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30500027
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11405127
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81272607
批准年份:2012
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:21302139
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471424
批准年份:2014
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:11226253
批准年份:2012
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51875125
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50376015
批准年份:2003
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:40472056
批准年份:2004
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:31870967
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:11601106
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61101098
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50905041
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41603001
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51879290
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51108273
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671434
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31000591
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671990
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51578555
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:70142021
批准年份:2001
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11571147
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:71803149
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21102036
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703331
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90716015
批准年份:2007
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11404403
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11147122
批准年份:2011
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30970498
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51478271
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50001005
批准年份:2000
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61705144
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81070651
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:71103190
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81270875
批准年份:2012
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:U1504504
批准年份:2015
资助金额:27.00
项目类别:联合基金项目
批准号:30471794
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:91960102
批准年份:2019
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50971123
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81500056
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401289
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11001208
批准年份:2010
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21901095
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801807
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61202173
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51108128
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602292
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201137
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50971077
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:11304209
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:38800033
批准年份:1988
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671518
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61602053
批准年份:2016
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41601405
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600053
批准年份:2016
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102749
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51305350
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51502041
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872232
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:50801001
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51471092
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30872694
批准年份:2008
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:U1404511
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:21707105
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400457
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670765
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11502304
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605456
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472228
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30771090
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:51271177
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31170937
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30970131
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41902007
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21773120
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81400575
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

运动外磁场下高温超导块材悬浮特性及变化机理研究

批准号:51307147
批准年份:2013
负责人:邓自刚
学科分类:E0702
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

超导磁悬浮与永磁磁悬浮新型混合系统的磁悬浮特性研究

批准号:51167016
批准年份:2011
负责人:马俊
学科分类:E0701
资助金额:46.00
项目类别:地区科学基金项目
3

超导悬浮的磁通运动机理及其对悬浮动力稳定特性的影响

批准号:10502019
批准年份:2005
负责人:苟晓凡
学科分类:A0808
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

磁阻式悬浮系统的悬浮特性及混合励磁导向控制

批准号:U1504506
批准年份:2015
负责人:许孝卓
学科分类:E0705
资助金额:27.00
项目类别:联合基金项目