感应加热用传导冷却YBCO高温超导磁体的热稳定性实验研究

来源：电工电能新技术杂志2017年第4期北京时间：

作者：王晓勇,， 张东,， 马韬,， 靖立伟,， 梁爽,

单位：1. 中国科学院电工研究所， 北京 100190；
\r\n2. 中国科学院大学， 北京 100049；
\r\n3. 中国科学院应用超导重点实验室， 北京 100190

摘要：与传统的高频交流感应加热技术相比，高温超导直流感应加热技术能够大幅度提升低电阻率、非铁磁性金属材料的透热处理加工效率。在高温超导感应加热系统中，超导磁体的热稳定性是保证系统安全稳定运行的关键。本文对传导冷却YBCO高温超导磁体进行通流实验，通过布置在磁体不同位置的多个温度传感器来监测各部分的温度情况，以温度能否在安全范围内趋于平稳作为判定条件研究超导磁体的热稳定性。同时，本文还研究了磁体载流的幅值与上升速率对磁体温升的影响。结果表明，高温超导磁体在传导冷却条件下，其长期安全稳定运行电流值的安全裕度因子选择通常比浸泡冷却式磁体略低，对于运行的实验磁体，安全裕度因子可取为0.65；传导冷却磁体远端导热性能差，可通过增加导冷点以及改善传热的方式来弥补冷却不均的缺陷；在磁体能够稳定运行的一定范围内，电流不同的上升速率对最终温升无明显影响。本文的研究成果将为今后大型传导冷却超导磁体的热稳定性分析与安全运行提供有价值的参考。

关键词：传导冷却, 高温超导, YBCO磁体, 热稳定性

基金资助：国家自然科学基金（51477168）资助项目