基于近似解析法的超导储能磁体设计

• 作者: 玄永伟 朱英伟 李兆鑫 王静 杨浩瀚 雷勇
• 来源期刊: 低温物理学报
• 关键词: 近似解析法 超导储能磁体 优化设计 Ansys
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 页码范围: 103-109
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13380/j.ltpl.2020.02.007

摘要

降低超导储能磁体的研制成本一直是控制超导磁储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage,SMES)总成本的重要手段之一.本文考虑在一定磁体结构参数范围内,磁体产生的最大磁场值可以采用级数进行表示,磁体的电感值可以采用线性函数表示,给出了超导储能磁体磁场能量的近似解析表达式,提出了一种基于近似解析法的超导储能磁体设计方法.该方法以储能磁体的线材用量最小作为设计目标,在给定超导线材参数和临界电流特性曲线,以及磁体储能总量要求的情况下,依据此方法可快速的得到成本最优时所对应的磁体结构参数.将近似解析法优化和采用传统的有限元软件Ansys仿真优化进行对比分析,结果表明采用近似解析法进行磁体优化更加方便快捷,节省了大量计算时间.