周艳秋 余志强

(1.大连科技学院电气工程学院,116052,大连；2.石家庄铁道大学电气与电子工程学院，050043，石家庄//第一作者，副教授)

近年来，随着新型超导材料的成功研制，高温超导技术得到了快速发展。其中，高温超导磁悬浮具有无源自稳定的优良悬浮特性，其相关应用已经成为国内外研究的热点之一[1-3]。高温超导轴承是其中的重要代表(以下简称“超导轴承”)之一[4]，由超导定子和永磁转子两部分组成，如图1所示。在设计和优化超导轴承结构时，采用数字方法分析其悬浮特性是非常必要的。

本文采用H法(磁场强度法)在二维轴对称空间建立了径向型超导轴承的有限元数学模型。超导体E-J关系(电场强度与电流密度的关系)采用幂指数模型。通过试验测量值与数值计算结果的比较，验证了本模型的正确性。在此基础上，应用本模型分析了径向型超导轴承的电磁特性。本文提出的数学模型不仅能够分析大功率负载的径向型超导轴承的电磁特性，而且对于内转子和外转子两种类型的超导轴承均适用。

1 二维轴对称空间H法有限元模型

1.1 模型建立

本文试验用的径向型超导轴承装置2D(二维)轴对称模型原理图如图1左图所示。原理图中参数含义及其数值见表1。

如图1 a)所示，径向型超导轴承装置的超导定子由16个超导块材组成的2层超导环组成，永磁转子由3个永磁环和4个聚磁铁环组成。所建立的2D轴对称模型结构和尺寸与试验装置完全相同。

a) 结构图

参数……