| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第15-35页 |
| 1.1 选题背景和意义 | 第15页 |
| 1.2 超导特性 | 第15-18页 |
| 1.2.1 超导体的基本特性 | 第16-17页 |
| 1.2.2 超导体的临界特性 | 第17-18页 |
| 1.3 超导技术的发展历程 | 第18-20页 |
| 1.3.1 超导体的种类 | 第18-19页 |
| 1.3.2 超导技术发展史上的里程碑 | 第19-20页 |
| 1.4 超导应用技术 | 第20-23页 |
| 1.4.1 强电方面的应用 | 第20-21页 |
| 1.4.2 弱电方面的应用 | 第21-22页 |
| 1.4.3 实用化超导材料 | 第22-23页 |
| 1.5 超导电机的研究现状 | 第23-32页 |
| 1.5.1 超导发电机的研究现状 | 第23-27页 |
| 1.5.2 超导电动机的研究现状 | 第27-32页 |
| 1.6 本课题研究中的工作难点 | 第32-33页 |
| 1.7 本课题主要研究内容 | 第33-35页 |
| 第2章 超导磁体的电磁特性及应用 | 第35-55页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 超导磁体的电磁特性 | 第35-45页 |
| 2.2.1 超导磁体的优越性 | 第35-36页 |
| 2.2.2 电磁性质方程 | 第36-38页 |
| 2.2.2.1 伦敦第一方程 | 第36-37页 |
| 2.2.2.2 伦敦第二方程 | 第37-38页 |
| 2.2.3 磁场计算 | 第38-41页 |
| 2.2.3.1 螺线管磁体的磁场计算 | 第38-40页 |
| 2.2.3.2 环形磁体和跑道型磁体的磁场计算 | 第40-41页 |
| 2.2.4 交流损耗 | 第41-45页 |
| 2.2.4.1 超导和常导电力设备损耗的比较 | 第41-42页 |
| 2.2.4.2 磁滞损耗 | 第42-43页 |
| 2.2.4.3 涡流损耗 | 第43-44页 |
| 2.2.4.4 自场损耗 | 第44-45页 |
| 2.3 超导磁体在发电机中的应用 | 第45-51页 |
| 2.3.1 超导发电机 | 第45-46页 |
| 2.3.2 超导圆盘式直流发电机 | 第46-47页 |
| 2.3.3 全超导发电机 | 第47-48页 |
| 2.3.4 磁流体超导发电机 | 第48-49页 |
| 2.3.5 超导发电机的特性 | 第49-51页 |
| 2.4 超导磁体材料的选择 | 第51-52页 |
| 2.4.1 特性要求 | 第51-52页 |
| 2.4.2 可行性论证 | 第52页 |
| 2.5 本章小结 | 第52-55页 |
| 第3章 样机中超导磁体的设计及样机性能分析 | 第55-83页 |
| 3.1 引言 | 第55页 |
| 3.2 超导发电机的基本结构和工作原理 | 第55-57页 |
| 3.2.1 超导发电机的基本结构 | 第55-56页 |
| 3.2.2 超导发电机的工作原理 | 第56-57页 |
| 3.3 样机的主要设计要求 | 第57-60页 |
| 3.4 样机初步结构方案的确定 | 第60-65页 |
| 3.4.1 定子结构 | 第60页 |
| 3.4.1.1 定子铁芯 | 第60页 |
| 3.4.1.2 定子绕组 | 第60页 |
| 3.4.2 转子结构 | 第60-64页 |
| 3.4.2.1 转子支撑 | 第60-61页 |
| 3.4.2.2 超导磁体 | 第61-62页 |
| 3.4.2.3 转轴 | 第62-63页 |
| 3.4.2.4 电磁阻尼 | 第63页 |
| 3.4.2.5 超导磁体引线 | 第63页 |
| 3.4.2.6 超导磁体失超保护 | 第63-64页 |
| 3.4.3 制冷基本结构 | 第64-65页 |
| 3.5 样机中超导磁体的电磁设计 | 第65-75页 |
| 3.5.1 设计方法 | 第66-67页 |
| 3.5.2 结构参数设计 | 第67-69页 |
| 3.5.3 二维电磁场分析 | 第69-71页 |
| 3.5.4 有限元建模 | 第71-72页 |
| 3.5.5 超导磁体电参数 | 第72-73页 |
| 3.5.6 样机设计参数 | 第73-74页 |
| 3.5.7 超导磁体初始结构参数 | 第74-75页 |
| 3.6 样机的有限元分析 | 第75-81页 |
| 3.6.1 样机的空载分析 | 第75-79页 |
| 3.6.1.1 气隙磁密 | 第76页 |
| 3.6.1.2 空载电动势 | 第76-77页 |
| 3.6.1.3 空载特性 | 第77-79页 |
| 3.6.1.4 齿槽转矩 | 第79页 |
| 3.6.2 样机的负载分析 | 第79-81页 |
| 3.6.2.1 电压变化率 | 第79-80页 |
| 3.6.2.2 负载特性 | 第80-81页 |
| 3.7 本章小结 | 第81-83页 |
| 第4章 超导磁体结构参数对样机性能的影响及优化 | 第83-105页 |
| 4.1 引言 | 第83页 |
| 4.2 超导磁体结构参数对样机性能的影响 | 第83-93页 |
| 4.2.1 超导磁体的初始截面形状 | 第83-84页 |
| 4.2.2 超导磁体截面形状对气隙磁密的影响 | 第84-88页 |
| 4.2.2.1 超导磁体结构参数d_1对气隙磁密的影响 | 第85-86页 |
| 4.2.2.2 超导磁体结构参数d_2对气隙磁密的影响 | 第86-87页 |
| 4.2.2.3 超导磁体结构参数h_2对气隙磁密的影响 | 第87-88页 |
| 4.2.3 超导磁体截面形状对空载电动势的影响 | 第88-93页 |
| 4.2.3.1 超导磁体结构参数d_1对空载电动势的影响 | 第89-90页 |
| 4.2.3.2 超导磁体结构参数d_2对空载电动势的影响 | 第90-92页 |
| 4.2.3.3 超导磁体结构参数h_2对空载电动势的影响 | 第92-93页 |
| 4.3 优化方法 | 第93-99页 |
| 4.3.1 响应曲面法(RSM) | 第93-97页 |
| 4.3.1.1 近似模型函数 | 第94-95页 |
| 4.3.1.2 拟合响应曲面的试验设计 | 第95-97页 |
| 4.3.1.3 阶响应曲面函数的估计 | 第97页 |
| 4.3.2 粒子群算法(PSO) | 第97-99页 |
| 4.3.2.1 原始粒子群算法 | 第98-99页 |
| 4.3.2.2 标准粒子群算法 | 第99页 |
| 4.4 优化过程 | 第99-102页 |
| 4.4.1 确定设计变量和目标函数 | 第99-101页 |
| 4.4.2 试验设计 | 第101页 |
| 4.4.3 构造响应经验模型 | 第101页 |
| 4.4.4 利用粒子群算法寻找最优 | 第101-102页 |
| 4.5 优化前后结果对比 | 第102-104页 |
| 4.6 本章小结 | 第104-105页 |
| 第5章 超导磁体的制作及性能测试 | 第105-131页 |
| 5.1 引言 | 第105页 |
| 5.2 超导磁体的制作 | 第105-108页 |
| 5.2.1 超导磁体的退化和锻炼效应 | 第105-106页 |
| 5.2.2 超导磁体的稳定性 | 第106页 |
| 5.2.3 超导磁体的加工工艺 | 第106-108页 |
| 5.3 低温系统 | 第108-115页 |
| 5.3.1 低温冷却媒质的选择 | 第109-110页 |
| 5.3.2 低温冷却方式的选择 | 第110页 |
| 5.3.3 真空绝热技术 | 第110-111页 |
| 5.3.4 低温系统基本方案的确定 | 第111-112页 |
| 5.3.5 低温系统的组成 | 第112-115页 |
| 5.4 超导磁体性能测试 | 第115-129页 |
| 5.4.1 测试系统 | 第115-117页 |
| 5.4.2 常温测试 | 第117-118页 |
| 5.4.3 降温测试 | 第118-129页 |
| 5.4.3.1 实验步骤 | 第118-120页 |
| 5.4.3.2 第一次降温测试 | 第120-122页 |
| 5.4.3.3 第二次降温测试 | 第122-123页 |
| 5.4.3.4 第三次降温测试 | 第123-124页 |
| 5.4.3.5 第四次降温测试 | 第124-129页 |
| 5.5 实验结果分析 | 第129-130页 |
| 5.6 本章小结 | 第130-131页 |
| 第6章 总结和展望 | 第131-133页 |
| 6.1 全文总结 | 第131-132页 |
| 6.2 课题展望 | 第132-133页 |
| 参考文献 | 第133-143页 |
| 攻读博士学位期间学术成果 | 第143-145页 |
| 致谢 | 第145页 |
