李位勇，郑 军，钮小军，陈 伟，彭思思

(1. 武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064； 2. 综合电力技术重点实验室，武汉 430064)

考虑温度场环境的高温超导线圈I-V特性仿真分析

李位勇1,2，郑 军1,2，钮小军1，陈 伟1，彭思思1

(1. 武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064； 2. 综合电力技术重点实验室，武汉 430064)

采用 Ansys有限元分析软件，建立电磁场和温度场物理环境，通过顺序耦合，将在电磁场环境中计算的磁场分布、局部体生热率数据映射到温度场，计算温度场瞬态解，并更新局部体生热率，直到温度趋于稳定，从而获得考虑温度场环境高温超导线圈的I-V特性曲线。

高温超导线圈 I-V关系曲线 顺序耦合；

0 引言

随着高温超导带材Bi-2223和YBCO涂层导体实用化技术的不断成熟，超导应用技术也得到了迅速发展[1]。高温超导线圈用高温超导带材绕制而成，相对于低温超导线圈，其工作温度高(30～77 K)，可大幅降低制冷成本，其磁场特性好，可在强磁场环境下应用。

高温超导线圈临界电流分析通常假定超导线截面电流均匀分布，计算线圈中垂直磁场的最大值，将超导线圈的励磁特性曲线与线材短样的Ic-B曲线交点做为线圈的临界电流值[2]。用此方法计算的临界电流值与通过线圈I-V测试获得的数值相比有较大的偏差。文献[3-4]在恒定温度下，考虑超导线截面电流密度非均匀分布特性，计算了线圈的I-V曲线，为浸泡式冷却且没有明显发热线圈的测试提供相对准确的参照。但对于冷却环境较差且工作在较大电流有相对明显发热的高温超导磁体，其I-V曲线与实测值有一定的偏差。……