发电机的涂敷导体带制成的HTS线圈在瞬态操作期间的滞后损耗的估计

单轴拉伸测试中焊点引起的2G-HTS带材弯曲类应力：影响与优化方法

Bending-like stress induced by solder joint under uniaxial tensile testing in 2G-HTS tapes: Impact and optimization approach

通过实验和数值方法研究焊点引起的应力集中对2G-HTS带材可逆应力极限测量精度的影响，提出背面焊接优化方法，使测量值提升42%并接近真实值。

2D Modeling of HTS Coils with $T$-$A$ Formulation: How to Handle Different Coupling Scenarios

Numerical models based on the finite-element method (FEM) are popular tools for investigating the macroscopic electromagnetic behavior of high-temperature superconductor (HTS) applications. This article explains how to use the $T$-$A$ formulation for modeling HTS coils in 2D with different coupling scenarios between the turns. First we consider a racetrack coil wound from one piece of superconducting tape. Then we consider a coil obtained by winding a cable composed of different HTS tapes. In the latter case, the tape turns are either electrically connected along their entire length or just at…

抽头位置对HTS超导带材自场DC和AC输运特性的影响

Influence of the voltage taps position on the self-field DC and AC transport characterization of HTS superconducting tapes

电流-电压（I-V）曲线是超导导线或超导带材的基本特性。当样品稳定性差时，测量I-V曲线通常是有问题的。将电压分接头焊接到导体的有源部分会影响局部冷却的有效性，并且/或者在某些设备中可能难以进行，例如故障限流器和电缆，其中胶带紧密包装。为了克服这些问题，可以将电压抽头放置在超导体的有源区之外。我们通过仿真和实验证明，这种安排导致与标准的四点方法相同的结果，它提供了更详细的信息，样品保护。相同的布置也可以用于AC传输损耗测量。然而，在这种情况下，必须特别注意，因为电流引线中的涡流损耗对总测量损耗有贡献。我们使用数值模拟来评估涡流损耗对测量的交流损耗的贡献。借助于仿真，可以确定涡流损耗的贡献是否显著，并且可能优化电流引线以减少该损耗贡献。

自组装纳米结构导致的本征各向异性高温超导带材的近各向同性性能

Near-isotropic performance of intrinsically anisotropic high-temperature superconducting tapes due to self-assembled nanostructures

高温超导体（HTS）被用作功率器件中潜在应用的大电流导线。在磁场中，它们的基面临界电流特性对取向的依赖性会引起重要的设计问题。在这里，我们报告的材料和操作参数条件下，原型高温超导带材导体表现出临界电流特性，基本上是场取向独立的。观察到的新现象，具体的磁场强度，取决于工作温度，并在材料中具有强通量钉扎的扩展纳米级结构大致沿高温超导晶体c轴对齐。这种效应可以用一个简单的临界电流密度场依赖性模型来描述，并推广到各向异性电子响应。该描述可以提供对在优选的场和温度下微调材料性质以获得几乎各向同性的性能特性的手段的了解。

使用H公式计算HTS的AC损失

Review of the AC Loss Computation for HTS using the H-formulation

本文介绍了基于麦克斯韦方程组的$H$公式的有限元法（FEM）模型，用于计算不同应用场合的高温超导体（HTS）带材、电缆和绕组的交流损耗。该模型以磁场分量为状态变量，已在全球数十个研究小组中得到广泛应用。本文首先回顾了模型所依据的方程及其在不同情况下的有限元程序中的实现，如二维纵向和轴对称几何形状，三维几何形状。本文还介绍了处理大量高温超导带材的建模策略，如多尺度和均匀化方法。然后，文章的第二部分回顾了应用程序的$H$配方已被用来计算交流损耗，从单独的磁带，复杂的电缆和大型磁铁绕组。之后，一节专门讨论的$H$制定方面的计算效率和易于实施。它的优点和缺点是上市。最后，得出本文的主要结论。

在generator工作条件下MgB2带的滞后损失的估算

Estimation of hysteretic losses for MgB2 tapes under the operating conditions of a generator

作为西班牙公司Tecnalia Research and Innovation领导的欧洲项目SUPRAPOWER的一部分，对500千瓦同步混合发电机的MgB 2绕制超导线圈的滞后损耗进行了估计。特别感兴趣的是，在超导转子中的磁带中发现的损失所造成的磁通量纹波源自传统的定子在标称操作。为了计算损耗，应用2D有限元方法来求解麦克斯韦方程的H-公式，考虑超导材料及其周围Ni矩阵的非线性特性。为了能够对构成超导转子线圈的绕组的所有不同匝进行建模，研究了复杂性降低的单带截面的三个几何模型：1）第一个模型与从显微照片获得的实际截面非常接近，2）第二个模型是从计算的圆镍丝的弹塑性变形获得的，3）最后一种模型是基于简化的椭圆截面。最后的几何形状允许通过比较数值损失与从完善的解析表达式的结果来验证建模技术。此外，还研究了以下细丝转位情况：无、部分和完全转位。最后，选择正确的几何细节水平来预测转子中单个超导带材的预期行为，研究了以下操作制度：偏置直流电流，斜坡背景场下的斜坡电流，以及直流背景电流和磁场下的磁通量波纹。

HTS器械的$I_c$的自洽建模：模型真正需要有多精确？

Self-consistent Modeling of the $I_c$ of HTS Devices: How Accurate do Models Really Need to Be?

用于计算由HTS带制成的装置的有效临界电流的数值模型需要了解Jc（B，θ）依赖性，即临界电流密度Jc依赖于磁通量密度B及其相对于带的取向θ的方式。在本文中，我们提出了一个数值模型的基础上的临界状态与角场依赖的Jc提取的Jc（B，θ）的关系，从实验数据。该模型考虑了磁带产生的自场，这在实验中施加的场较低时给出了重要的贡献。同样的模型也可以用来计算由电磁相互作用带组成的器件的有效临界电流。这里考虑三个例子：两个不同的额定电流的罗贝尔电缆组成的REBCO涂层导体和电力电缆的原型组成的Bi-2223磁带。用数值模型计算的临界电流与实测值吻合较好。模拟还显示，在Jc（B，θ）中的几个参数集给出了同样好的表示的实验表征的磁带和电缆的测量的Ic值受到实验条件的影响，如由于制造和组装过程和非均匀性的磁带性能的Ic退化。这两个方面使得确定非常精确的Jc（B，θ）表达式可能是不必要的，只要该表达式能够再现角度依赖性的主要特征。该模型易于使用，可以直接在有限元程序中实现，能够解决静态电磁问题，是非常有吸引力的研究人员和设备制造商谁想要表征超导带材和计算超导器件的有效临界电流。

从HTS超导带的场电流-电压特性中提取超导体$J_c(B,θ)$场依赖性的无参数方法

A parameter-free method to extract the superconductor's $J_c(B,θ)$ field-dependence from in-field current-voltage characteristics of HTS tapes

高温超导体器件的临界电流（$I_c$）和交流损耗的计算需要超导材料的临界电流密度（$J_c$）。该$J_c$通常不是恒定的，并且取决于局部磁通量密度的大小（$B_{loc}$）和方向（$θ$，相对于磁带）。原则上，$J_c(B_{loc},θ)$可以从实验测量的临界电流$I_c(B_a,θ)$获得，其中$B_a$是所施加磁场的大小。然而，对于其中超导材料经历接近于隔离导体的自场的局部场的应用，从$I_c(B_a,θ)$获得$J_c(B_{loc},θ)$不是简单的任务。这是必要的，以解决一个反问题，以纠正来自自场的贡献。文献中提出的方法包括一系列处理不同程度的数学正则化的方法，例如使用蛮力或优化方法来拟合预想的非线性公式的参数。在这方面的贡献，我们提出了一个无参数的方法，提供了很好的再现实验数据，不需要人为的互动或先入为主的$J_c$依赖于磁场。特别是，它允许在几分钟内从实验数据到准备运行的$J_c(B_{loc},θ)$模型。

多孔Bi基HTSC的磁化回线和临界电流

Magnetization loop and critical current of porous Bi-based HTSC

研究了多孔$Bi_{1.8}Pb_{0.3}Sr_2Ca_2Cu_3O_x$的磁化特性。本文用Val'kov-Khrustalev模型描述了$M(H)$的磁化滞回线。

由频率相关的AC传输损耗确定HTS带的I-V曲线

Determination of I-V Curves of HTS Tapes From The Frequency Dependent AC Transport Loss

超导体的电流-电压特性通常通过标准的4探针直流测量技术来确定。然而，在涂覆的导体中，由于稳定性弱或没有稳定性，人们经常遇到问题，并且在这种情况下，当烧毁带的风险高时，4探针方法可能失败。在其他情况下，例如在HTS电缆结构中，除了脆弱性和高损坏风险之外，还可能难以利用通常用于表征单股的电源来实现高临界电流水平。因此，我们研究了另一种方法来确定直流I-V曲线，基于测量的交流传输损耗作为频率的函数在过临界电流范围内。在AC制度，滞后损耗分量和焦耳耗散都存在超过临界电流Ic的施加的传输电流。在这项工作中，在不同的频率下的交流损耗测量与不同的电场在直流和类似的直流I-V曲线得到。根据该曲线，估计功率指数N和Ic值。交流状态操作可能更有益，原因有二：首先，因为通过使用Transformer可以容易地实现非常高的电流;其次，因为超临界交流电流的有效焦耳热耗散比相同幅度的直流电流的有效焦耳热耗散低得多。在实验中，我们使用了一个4 mm宽的YBCO参考磁带与20 μm的铜稳定。为了与AC传输损耗进行比较，用标准4探针技术测量样品，并且即使在过载条件下也保持稳定。为了支持我们的研究，数值模拟，再现瞬态和稳态操作条件下，进行。在模拟中也观察到了类似的交流电流输运损失和I-V曲线之间的关系。

同心HTS电缆交流损耗实验新方法

New Experimental Method for Investigating AC-losses in Concentric HTS Power Cables

高温超导电缆设计的交流损耗方面的优化是至关重要的经济可行性的相应概念。然而，交流损耗的实验测定并不简单，因为对于短电缆样品，超导带材之间的电流分布主要由各个带材的接触电阻决定。由此产生的不均匀的电流分布肯定会证伪结果。为了解决这个实验问题，我们提出了一个新的实验技术。该装置是一个2米长的三相同心电缆模型，其中，在每个相位内，超导带（多达30个）串联连接。铜编织反向导体组装在旋转对称笼型布置中，使得它们在电缆处的自身场抵消。如果正确考虑这种设置的实验特性，如相之间的强感应耦合和电压接触引线的适当定位，则可以独立地控制电流，并且可以明确地测量电缆的电气特性。在本文中的初步结果。这项工作是德国政府资助的电缆项目AMPACITY（1 km / 20 kV/ 2 kA）的一部分

倾斜余弦θ HTS六极磁铁演示器用于FCCee

The Canted Cosine Theta HTS Sextupole Demonstrator for FCC-ee

本文介绍了为FCCee-HTS4项目开发的首个基于高温超导ReBCO带材的倾斜余弦θ六极磁铁，展示了其设计、制造和低温测试过程。

HTS单饼线圈中AC损耗的理论与实验研究

Theoretical and experimental study of AC loss in HTS single pancake coils

本文从理论和实验上研究了扁平线圈在交流区的电磁特性与匝数的关系。具体地，交流损耗，线圈的临界电流和电压信号的讨论。线圈是由Bi 2Sr 2Ca 2Cu 3 O 10/Ag（BiSCCO）磁带，虽然主要的定性结果也适用于其他类型的超导磁带，如涂层导体。在Transformer的帮助下，使用不同的拾波线圈对AC损耗和电压信号进行电气测量。其中之一是避免处理巨大的线圈电感。此外，线圈的临界电流是由传统的直流测量实验确定的。此外，对临界电流、交流损耗和电压信号进行了仿真，仿真结果与实验结果吻合较好。对于所有的模拟，场依赖的临界电流密度推断从DC测量短磁带样品被考虑在内。

变磁场和电流Action作用下HTS损耗的计算

Computation of Losses in HTS Under the Action of Varying Magnetic Fields and Currents

超导体的数值模拟被广泛认为是解释实验结果、理解物理机制和预测高温超导体（HTS）带材、导线和器件性能的有力工具。这对于交流损耗计算尤其如此，因为足够低的交流损耗值对于使这些材料具有商业吸引力是必要的。近年来，世界各地的研究人员提出了各种基于不同技术和实现的数值模型，目的是能够快速准确地估计高温超导体中的交流损耗。本文对高温超导带材、导线和器件中交流损耗的计算方法进行了综述。技术超导体有一个相对复杂的几何形状（细丝，可能是扭曲或换位，或层），并由不同的材料组成。因此，存在不同的损失贡献。在本文中，我们描述的方法来计算这种损失的贡献，其中包括磁滞损耗，涡流损耗，耦合损耗，和铁磁材料的损失。我们还提供了在各种电源应用中发生的损失的估计。

多层2G-HTS冷介质导体中交流损耗的实用预测

Practical Forecasting of AC Losses in Multi-layer 2G-HTS Cold Dielectric Conductors

针对多层2G-HTS冷介质电缆交流损耗预测模型验证难的问题，提出二维H模型，复现两种高临界电流多层电缆的实测损耗，吻合度高，可揭示带材局部电动力学特性。

Interfilament Resistance at 77 K in Striated HTS Coated Conductors

Striating HTS coated conductor (CC) tapes into narrow filaments offers the possibility of reducing the tapes' magnetization losses without unreasonably decreasing their current-carrying capability. However, realizing well-separated striations presents technological challenges, especially if the number of filaments is large and/or if a thick layer of metallic stabilizer is present. In these situations, the filaments can be easily coupled and their effectiveness to reduce magnetization losses is strongly diminished or eliminated. While the onset of coupling is well visible from magnetization los…

理解并最小化 YBCO 超导带材 CORC 电缆中的交流损耗

Understanding and minimizing ac losses in CORC cables of YBCO superconducting tapes

该研究利用 T-A 与 H-formulation 两类有限元模型分析两层 CORC 超导电缆的交流损耗来源及设计运行参数影响，并提出降损与更精确计算方法。

高温超导体带中失超传播的高速荧光热成像

High-speed fluorescent thermal imaging of quench propagation in high temperature superconductor tapes

利用荧光显微热成像技术研究了高温超导体的失超现象。将荧光团嵌入聚合物基质中并用作HTS带上的涂层，同时用UV光激发并用高速相机记录。同时，用高振幅、短持续时间的DC电流对带进行脉冲，并在局部缺陷的帮助下使带淬火。淬火期间的焦耳加热影响从涂层发射的荧光强度，并且通过记录该强度随时间的局部变化，可以可视化带的加热并且可以计算产生的温度。荧光团三[3-（三氟甲基羟基亚甲基）-（+）-三氟乙酸]铕（EuTFC）具有足够的温度灵敏度，适用温度范围为77 ~ 260 K。在高速记录的帮助下，在液氮浴中保持的20 μm铜稳定的HTS带中的正常区发展被成像，并且使用校准曲线，计算了在淬火期间达到的温度。

高温超导带材中17.7T的俘获场

A trapped field of 17.7 T in a stack of high temperature superconducting tape

高温超导（HTS）带可以被切割和堆叠以在超导层中感应持续电流之后在低温下产生大的磁场。一个17.7 T的字段被困在两个堆叠的HTS磁带在8 K没有外部机械加固。17.6当电池堆升温到14K时，T仍能维持.使用了一种新型的混合叠层，其由嵌入在由不同带制成的较大的34.4mm直径叠层内的12mm正方形插入叠层组成。产生的磁场是最大的任何捕获场磁铁报告和30%以上，比以前实现的一堆高温超导磁带。这种堆被认为是超导电机的转子场极，其中低温惩罚是合理的增加功率重量比。报告的样品可以被认为是有史以来最强的永磁体。

An efficient HTS electromagnetic model combining thin-strip, homogeneous and multi-scale methods by T-A formulation

This study presents an HTS electromagnetic model combining the thin-strip, homogeneous and multi-scale methods using T-A formulation. In particular, we build the thin strips as both the analyzed HTS tapes and the boundaries of the homogeneous bulks where the non-analyzed tapes are merged. Thus, the coil geometry is re-constructed with several bulks, but the bulks boundaries and domains are tackled with different electromagnetic properties, and solved by T and A formulations, respectively. Firstly, we introduce the modeling process and highlight the differences and advantages over the previous …

HTS交叉导体输电电缆中AC损耗的研究

Investigation of AC Loss in HTS Cross-Conductor Cables for Electrical Power Transmission

本文介绍了高温超导体（HTS）交叉导体（CroCo）电缆的交流（AC）损耗分析，以评估它们是否可以用于电力传输。高温超导CroCo电缆的建模基于卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）组装的电缆，交流损耗计算基于有限元法（FEM）软件包COMSOL Multiphysics中实现的H公式模型。交流损耗的计算已经进行了隔离的单相CroCo电缆和三相CroCo电缆。研究了CroCo电缆在三相运行时某一相的交流损耗角的变化规律。已调查的CroCo电缆内的个别磁带的电流分布。

DC磁体用涂层导体的非扭转堆叠：电感和AC损耗的分析

Non-twisted stacks of coated conductors for DC magnets: analysis of inductance and AC losses

在过去的10-15年中，用于磁体的高温超导（HTS）电缆的开发中最常见的策略是模仿低温超导（LTS）电缆设计。然而，对LTS材料的要求对HTS材料无效，HTS材料非常稳定。例如，非扭转多相Bi-2223带材已成功地用于几种磁体中。本文综述了高温超导带材非扭转叠层的稳定性，分析了超导带材非扭转叠层的电感和交流损耗。数值计算表明，扭转对叠带电感变化的影响可以忽略不计。关于交流损耗，任何用涂层导体构建的磁体都具有比LTS磁体更大的损耗，这是因为带材的纵横比和大宽度。如果宽磁带被替换为非扭曲的窄磁带堆，则可以减少损耗和剩余磁化。与多芯导线相比，绞合一叠磁带只能略微减少损耗。因此，由非绞合堆叠构成的电缆可以被设计成具有与绞合堆叠概念的损耗相当的损耗。讨论了用于聚变应用的大型电缆的一些例子。基于非扭转堆叠的设计可以比扭转堆叠更简单、更稳健且具有成本效益。

非均匀缠绕2G- HTS轨道线圈的局部电磁特性和磁滞损耗

Local electromagnetic properties and hysteresis losses in Non-Uniformly wound 2G-HTS Racetrack Coils

一个值得注意的物理依赖性的磁滞损耗与轴向绕组的商业\textcolor{black}{Second Generation High Temperature Superconducting (2G-HTS)}磁带的超导跑道线圈的错位的报告。全面研究了匝间不对准因子对单个匝的局部电磁特性的影响，考虑了六种不同的线圈布置和十个施加的交变传输电流$I_{a}$的振幅，以及实验确定的临界电流密度$J_{c}(B,θ)$的磁角各向异性特性的函数。已经发现，对于中等到低的施加电流$I_{a} \leq 0.6~I_{c0}$，其中$I_{c0}$是各个带的自场临界电流，在极端绕组变形下所产生的滞后损耗可以导致能量损耗的增加高达由完美缠绕的线圈产生的损耗的$25\%$。高层次的网格的考虑已被应用，以获得一个现实的帐户的局部和全局的电磁性能的跑道线圈，…我们的研究结果可以作为一个实际的基准，以确定任何2G-HTS赛道线圈应用的相对损耗，揭示可能的线圈绕组错位可以推断的物理指纹。

Electromagnetic Assessment and AC Losses of Triaxial Cables with Multiple 2G-HTS Layers Per Phase

For an accurate estimation of the AC losses of superconducting triaxial cables, we present a 2D model capable to provide a global assessment of multi-layer triaxial cables, validated against the AC-losses on single-phase cables provided by the VNIIKP Cable Institute. Four models are presented, the first being a single-phase cable of 50 tapes and the others being three triaxial cables made of up to 135 coated conductors distributed in up to 9 layers. A systematic study is devised, where the number of layers per phase increases from 1 to 3, with at least 14 tapes distributed across each layer of…

Method for critical current angular dependencies analysis of superconducting tapes

Various applications of superconducting materials require accounting of anisotropy of the current-carrying capacity relative to magnetic field direction - Ic(θ). However, today there is no sufficiently comprehensive model that takes into account the anisotropy, therefore the angular dependences are usually not analysed, but only described using various mathematical formulas. As a result, the fitting parameters have no physical meaning and it is difficult to correlate the picture with the features of the microstructure. In this paper, we propose a method for analysing the critical current angul…

螺旋绕制超导电力电缆的磁通传输损耗

Flux-transfer losses in helically wound superconducting power cables

最小化交流损耗是高温超导体（HTS）交流电力电缆经济运行的关键。这种电缆的相导体的有利构造具有彼此相邻放置并围绕柔性圆柱形线圈架螺旋缠绕的HTS带状导线的两个反向缠绕层。然而，如果磁性材料（诸如带的磁性基底）位于两层之间，或者如果绕组节距角不相反并且在幅度上彼此基本相等，则电流在两层之间不均匀地分布。然后，如果在交流周期中的某个点，两层中的任何一层的电流超过其临界电流，则由于两层之间的通量转移而产生大的交流损耗。详细审查的形式主义，它的应用顺磁性基板的情况下，包括计算这个通量传递损失。

大规模应用的第二代高温超导带材堆和线圈中AC损耗的计算

Calculation of AC losses in stacks and coils made of second generation high temperature superconducting tapes for large scale applications

本文提出了一种均匀化方法来模拟第二代高温超导带材在交流传输电流或磁场作用下的堆芯结构。这个想法是找到一个各向异性体等效的堆栈，这样的绝缘，金属，超导和基板层的内部交替结构的几何布局是“洗”出来，同时保持原始堆栈的整体电磁行为。我们忽略假设的临界区域的形状，并使用幂律E-J关系，允许超临界电流密度被认为是。这里提出的方法允许高达2个数量级的计算加速因子相比，充分的2-D模拟考虑到堆栈的实际尺寸，而不影响精度。

用T-A公式对带有HTS涂层导体线圈的电机进行建模

T-A Formulation to Model Electrical Machines with HTS Coated Conductor Coils

建模高温超导体（HTS）电机仍然具有挑战性，主要是由于这些导体的高纵横比，但也因为磁性材料的属性。本文提出了一种基于新的T-A公式的二维时间相关模型来评估超导电机的交流损耗，该模型通过使用有限元方法（FEM），允许其在商业软件中实现。T-A公式根据电机的面积用不同的麦克斯韦方程计算磁通量密度，并使得可以使用薄带近似，即HTS带被建模为无限细线。然后，该模型有望解决高纵横比的高温超导体，以及降低网格的复杂性和计算时间。本文的第一个目标是通过评估一个特定的同步电动机称为SUTOR的交流损耗来验证该方法在2D中的计算结果与MEMEP方法评估的结果相比具有良好的一致性，已经验证。在第二部分中，计算相同的损耗，考虑到Jc的各向异性，并基于在65 K和77 K下实验测量的Ic的数据集。

一种新开发的10 kA级高温超导导体：基于中国古建筑的创新榫卯模块化导体（TMMC）

A newly developed 10kA-level HTS conductor: innovative tenon-mortise-based modularized conductor (TMMC) based on China ancient architecture

本文提出基于中国传统榫卯结构的模块化高温超导导体TMMC，通过REBCO堆叠完全错位配置提升临界电流各向同性并降低交流损耗，160带材原型在77 K自场下达到13.69 kA。

交变磁场触发的高温超导带材电阻

Resistance of high-temperature superconducting tapes triggered by alternating magnetic field

本文研究交变磁场下高温超导带材的动态电阻特性，通过改进银稳定层并结合实验与H-formulation多层模型，揭示了高频强场下电阻显著增大及损耗发热对总电阻的影响。

2G HTS堆和线圈的三维建模和仿真

3-D modeling and simulation of 2G HTS stacks and coils

近年来，在若干电力应用中使用2G HTS涂层导体已变得流行。它们在高磁场下的大电流密度使其成为高功率容量应用的合适候选者，例如堆叠、线圈、磁体、电缆和电流引线。因此，在设计和优化过程中，对其电磁特性进行建模和仿真是非常必要的。对于许多应用，当对称性允许时，由1D或2D表示组成的简单模型非常适合于提供对手头问题的满意描述。然而，某些设计，如跑道线圈和有限长度或非直线堆叠，确实造成了3D问题，不能轻易地减少到2D配置。完整的3D模型已经开发出来，但使用它们来模拟超导设备是一项非常具有挑战性的任务，涉及大规模计算问题。在这项工作中，我们提出了一种新的方法来模拟2G高温超导堆和线圈的电磁瞬态行为。该方法最初用于在2D中建模直超导带或圆形线圈的堆叠，现在扩展到3D。其主要思想是为堆叠或线圈构造各向异性的块状等效物，使得绝缘层、金属层、超导层和衬底层的内部交替结构的几何布局减少，同时保持原始设备的整体电磁行为。除了上述的兴趣建模和模拟2G高温超导涂层导体，这项工作提供了一个有效的三维建模和模拟的超导设备的大规模应用的进一步步骤。

3D modeling of a Superconducting Dynamo-Type Flux Pump

High temperature superconducting (HTS) dynamos are promising devices that can inject large DC currents into the winding of superconducting machines or magnets in a contactless way. Thanks to this, troublesome brushes in HTS machines or bulky currents leads with high thermal losses will be no longer required. The working mechanism of HTS dynamo has been controversial during the recent years and several explanations and models have been proposed to elucidate its performance. In this paper, we present the first three-dimensional (3D) model of an HTS flux pump, which has good agreement with experi…

管装粉末Sr0.6 K 0.4 Fe 2 As 2/Ag超导线材和带材的大输运临界电流

Large transport critical currents of powder-in-tube Sr0.6K0.4Fe2As2/Ag superconducting wires and tapes

我们报告显着的传输临界电流首先实现在Sr0.6K0.4Fe2As2线和磁带的Tc = 34 K，这是通过在原位粉末管工艺制造。银被用作化学添加剂以及鞘材料。通过标准四探针电阻法进行运输测量。所有的电线和胶带样品都显示出传输特性。临界电流密度Jc随着银的添加而提高，并且在4.2 K下，对于添加20%银的带材实现了约1200 A/cm^2（Ic = 9 A）的最佳Jc，这是迄今为止铁基线材和带材中最高的。在1 T和10 T之间Jc几乎与场无关，表现出强的涡旋钉扎。这种高的输运临界电流密度归因于银鞘和超导芯之间没有反应层，以及晶粒之间改善的连通性。我们还确定了一个薄弱环节的行为，从蠕变下降的Jc在低场和滞后现象。最后，我们发现，与Fe，Ta和Nb管相比，Ag是制备高性能122型磷属元素化物线和带的最佳护套材料。

可变非对称磁场环境中AC损耗的实验和理论研究

Experimental and theoretical study of AC losses in variable asymmetrical magnetic environments

测量交流损耗的高温超导带放置在两个大容量的高磁导率的磁屏蔽之间进行应用量热技术的各种不对称的屏蔽安排。实验得到了支持的分析计算和有限元模拟的场和电流分布，基于Bean模型的临界状态。模拟的电流和磁场分布完美地再现了某些屏蔽几何形状的解析解。随之而来的交流损耗的评估表现出良好的协议与测量的磁带之间的磁铁的中心位置，但增加的差异时，磁带接近屏蔽。这可以通过导电屏蔽中的涡流和磁滞损耗的增加的贡献来解释。

考虑HTS颗粒尺寸分布的磁测量法临界电流密度研究

Accounting the size distribution of HTS granules for the critical current density from magnetic measurements

针对多晶高温超导体磁化由单颗粒超电流决定的特性，研究晶粒尺寸分布对电流环流有效尺度的影响，发现计算晶内电流密度的有效尺寸远大于平均晶粒尺寸。

用各向异性均匀介质近似计算有限Z形叠层的交流损耗

ac Losses in a Finite Z Stack Using an Anisotropic Homogeneous-Medium Approximation

有限堆的薄超导带，都承载固定电流I，可以近似为具有临界电流密度Jc=Ic/2aD的各向异性超导棒，其中Ic是每个带的临界电流，2a是带宽度，D是带到带的周期性。电流密度J必须服从约束\int J dx = I/D，其中带平行于x轴放置并且沿着z轴堆叠。我们假设Jc与场无关（Bean近似），并寻找任意堆叠高度2b的临界状态的解决方案。对于c< |x| <a，我们有J=Jc，对于|x| <c，临界状态要求Bz=0。我们表明，这意味着\partial J/ \partial x=0的中心区域。只要纵横比b/a不太小，将c设置为常数（与z无关）会导致场分布非常接近所需的场分布（对于|x| <c，Bz=0）。我们评估各种标准选择C，我们表明，计算的滞后损失只弱依赖于如何选择C。我们认为，对于小的D/a的各向异性介质近似给出了一个合理的准确估计的交流损耗在一个有限的Z堆栈。Z堆的计算结果可用于计算超导带材绕成的扁平线圈中的输运损耗。

用电学方法表征超导电缆

Superconducting Cables Characterization with an electrical method

高温超导体带材的交流损耗是大功率应用的重要设计参数。电气方法通常用于SC磁带上的损耗测量，当结果与计算估计值进行比较时，通常使用简单的理论模型，如Norris Brandt。简单的模型通常不考虑电磁动态效应，但它们的存在可能会破坏测量数据。在本文中，一个传统的铜杆样品进行了初步研究，以评估皮肤电流的样品损失的电方法获得的措施的影响。测量程序已被施加到SC YBCO磁带（Superpower SCS4050AP），获得电路配置相关的结果。由于SC损耗显然必须与测量电路无关，因此由集肤电流引起的系统误差肯定起作用。皮肤电流引起的误差总是存在的，为了应用电学方法进行损耗估计，唯一的可能性是使其最小化。最后将提出要采用的测量电路的最佳选择，以最大限度地减少皮肤电流的不希望的贡献。

超导电缆终端电阻的建模与仿真

Modeling and simulation of termination resistances in superconducting cables

我们解决的问题建模终端电阻，这在很大程度上是负责超导电缆中的电流分布不均。为此，我们提出了三个DC模型。在第一模型中，提出了考虑连续E-J关系的0 D电路式方法。第二个模型使用麦克斯韦方程的2D H-公式，对电场项有新的贡献，该项考虑了端接电阻引起的电压降。第三个模型，基于麦克斯韦方程组的3D H-公式，使用一种新的技术来模拟终端电阻和超导电缆在一个紧凑的框架内，计算使用两个非连接域的贡献。讨论了每种模型的优缺点。特定的应用程序，其中一个给定的模型是最好的拟合也被认为是。对于由4根高温超导带材组成的叠带电缆，模型的预测与实验结果吻合较好。总的来说，这项工作提出了一个调色板的三种不同的数值工具，用于计算电缆中的电流分布组成的多个磁带，终端电阻也考虑在内。一种模型的选择取决于特定的应用和所需的精度

超导矩形基块材和带堆磁化的3D建模

3D Modeling of the Magnetization of Superconducting Rectangular-Based Bulks and Tape Stacks

近年来，数值模型已经成为研究超导体电磁行为的流行和有力的工具。最需要这种进步的一个领域是超导体电磁行为的3D建模。为此，最近定义了一个基准问题，该问题由超导立方体受到垂直于其一个面的AC磁场组成，并成功地解决了该问题。在这项工作中，更相关的应用程序的情况进行了研究：超导平行六面体散装与磁场平行于它的两个面，并使一个角度与另一个没有和进一步约束的可能方向的电流。后一约束可用于模拟一堆高温超导体带材的磁化，这些带材在一个方向上电绝缘。对于本研究中使用三种不同的数值方法：最小电磁熵产生（MEMEP）的方法，$H$，制定麦克斯韦方程组和体积积分法（VIM）的三维涡流计算。比较了电流密度分布和能量耗散的结果，指出了无约束电流和约束电流两种情况下的差异。此外，超导体的3D建模相关的各种技术问题进行了讨论，并提供每个模型所需的计算工作量的信息。这项工作构成了HTS数值模拟社区内合作努力的具体成果，并有望成为未来联合调查的垫脚石。

多重连接超导带的概念

Concept of Multiply Connected Superconducting Tapes

发电机的重量和尺寸的显著减小的可能性是开发基于具有大纵横比的宽带形式的涂覆导体的超导电枢绕组的努力背后的主要动机。在定子绕组中应用涂层超导体的主要障碍是由励磁绕组的转子直流线圈产生的交流磁场引起的大损耗。在飞机发电机的典型频率范围内，宽带中的滞后损耗高得不可接受。它们可以通过将超导层分成由非超导屏障隔开的多个细丝来减少。然而，灯丝之间缺乏电流共享使得导体容易受到局部缺陷的影响，使得单个阻塞可以阻碍传输电流流过给定灯丝的整个长度。我们提出的可靠性估计，以及在多连接超导体的磁化损失。在这种类型的超导带中，允许电流共享的超导桥的稀疏网络连接灯丝。不同类型的损耗和连接要求之间的权衡对细丝的数量和桥接网络的属性施加了限制。

800 kJ HTS SMES的首次测试

First tests of a 800 kJ HTS SMES

采用高临界温度超导体的超导储能系统是高功率脉冲电源的一个研究热点。在20 K以上的温度下工作使低温更容易，提高了稳定性，并改善了脉冲电源的工作。在一个DGA（代表团生成pour 'Armement）项目的背景下，我们设计并建造了一个800 kJ的SMES。线圈缠绕有由Bi-2212 PIT带并联焊接制成的Nexans导体。该线圈由26个叠加的简单煎饼缠绕和粘合在切片铜板涂有环氧树脂。额定电流为315 A，能量为814 kJ。线圈的外径为814 mm，高度为222 mm。20 K时的冷却仅通过低温冷却器的传导进行，使低温对SMES用户非常友好和无形。冷却已成功进行，热系统按设计工作。在简要介绍超导磁储能系统的设计和结构之后，将介绍一些试验。从244 A的电流开始，SMES向最大功率为175 kW的电阻提供425 kJ。

来自不同工业制造商的REBCO涂层导体在77 K、自磁场和4.2 K、19 T下的机电性能

Electro-mechanical properties of REBCO coated conductors from various industrial manufacturers at 77 K, self-field and 4.2 K, 19 T

稀土-钡-铜-氧化物（REBCO）带材现在可从几个工业制造商获得，并且在高场应用中是非常有前途的导体。由于不同的材料和沉积工艺，这些制造商的胶带在机电和机械性能方面可能会有所不同。对于磁体设计人员来说，这些与导体的场临界电流性能一起，在选择合适的导体时具有最高的重要性。在这项工作中，应变和应力的载流能力的依赖性以及应力和应变的相关性进行了研究的商业涂层导体从布鲁克HTS，藤仓，SuNAM，SuperOx和SuperPower在77 K，自场和4.2 K，19 T。

计算超导器件临界电流的开源程序

Open Source Codes for Computing the Critical Current of Superconducting Devices

为了传输足够高的电流，高温超导体（HTS）带材被组装成不同形式的电缆结构。在这样的电缆中，带被紧密地包装并且具有强的电磁相互作用。特别是，所产生的自场是相当可观的，并且可以在减少电缆可以有效承载的最大电流方面做出重要贡献。为了能够预测所述电缆结构的临界电流，最近已经提出了静态数值模型。在这方面的贡献，我们详细介绍了在不同的编程环境，包括有限元为基础的和一般的数值分析程序，无论是商业的开源等模型的实现。的准确性和计算速度的不同实现的模型进行了比较的情况下，罗贝尔电缆。该模型也被用来评估选择一个非常准确的描述的角度Jc（B）的超导体的依赖作为输入的材料的属性的重要性。数字代码是开放源码的，免费提供给感兴趣的用户。

实用超导体的临界电流各向异性：分析方法与应用案例

Critical current anisotropy of practical superconductors: analysis methods and application cases

本文批判性评估了分析实用超导体临界电流各向异性的技术，提出改进的各向异性钉扎模型，并指出缺乏统一解释方法，需进一步研究。

由Roebel组装的涂层导体电缆制成的扁平线圈的DC和AC表征

DC and AC Characterization of Pancake Coils Made from Roebel-Assembled Coated Conductor Cable

由高温超导涂层导体制成的罗贝尔电缆可以通过紧凑的设计和降低的交流损耗来传输大电流。因此，它们是制造电机和发电机等高温超导应用线圈的良好候选材料。在本文中，我们提出了实验直流和交流特性的几个线圈组装从一个5米长的罗贝尔电缆建在KIT，不同的匝数和匝间距。我们的实验，有限元法（FEM）计算的支持下，表明，一个更紧密的缠绕罗贝尔线圈，尽管有一个较低的临界（因此操作）电流，可以产生一个更高的磁场比一个松散的缠绕。对于线圈中心产生的给定磁场，所有线圈都具有类似的AC损耗，除了最松散缠绕的线圈之外，由于产生所需场所需的相对大的电流，该线圈具有高得多的损耗。在本文中提出的实验进行的几何形状的煎饼线圈的罗贝尔电缆，但他们是一个更一般的策略，耦合实验和数值模拟，可以用来优化线圈设计相对于不同的参数，如磁带数量，大小，或交流损耗，其相对重要性是由特定的应用程序。

带低温冷却铁芯的超导电机中脉冲场磁化的优化与损耗分析

Optimisation and Loss Analyses of Pulsed Field Magnetisation in a Superconducting Motor with Cryocooled Iron Cores

本文开发并验证二维电磁-热耦合数值模型，通过改变HTS堆叠层数和脉冲电流幅值探索其行为，确定最佳组合以实现最大磁化场，评估磁化损耗并提出计算方法，为超导电机设计提供参考。

大电流DyBCO-ROEBEL组装涂层导体（RACC）

High current DyBCO-ROEBEL Assembled Coated Conductor (RACC)

低交流损耗高传输电流HTS电缆（>1 kA）需要应用于Transformers、发电机，并被考虑用于未来几代聚变反应堆线圈。2G涂层导体是在50-77 K的相当高的操作温度下的高场应用的合适候选者，这是经济冷却成本的关键先决条件。作为一项可行性研究，我们提出了第一个ROEBEL酒吧电缆约。35 cm长，由工业DyBCO涂层导体（THEVA GmbH，德国）制成。使用专门设计的工具从10 mm宽的CC带切割出具有180 mm捻距的4 mm宽的曲折形ROEBEL股线。股线以平均157安培/厘米宽的直流电承载，并组装成具有5股线的子电缆和具有16股线的最终电缆。对5股电缆进行测试，并在77 K下承载> 300 Amps DC的传输电流，相当于各个股传输临界电流的总和。16股电缆通过加热效应和不充分的稳定性和电流共享来限制500 A。脉冲电流负载表明16股电缆的载流电位> 1 kA。

罗贝尔电缆自场临界电流和传输磁化AC损耗的估算

Estimation of Self-Field Critical Current and Transport-Magnetization AC Losses of Roebel Cables

高温超导涂层导体制成的罗贝尔电缆具有工程电流密度大、损耗低等优点，被认为是一种很有前途的绕线电缆。组成的曲折形股线非常紧密地组装到电缆中，这导致它们之间的强电磁相互作用。这种相互作用深刻地影响电缆的有效自场临界电流（$I_c$），其远低于组成股线的$I_c$的总和。此外，AC损耗受材料的性质和电缆的几何配置的影响。能够预测这种电缆的有效临界电流和交流损耗对于正确设计应用非常重要：由于电缆几何形状和材料特性的复杂性，这种预测只能使用先进的数值工具进行。在这方面的贡献，我们使用有限元为基础的模型来计算有效的$I_c$和交流损耗的罗贝尔电缆组成的31股使用磁带从两个制造商。在传输电流和与电流成比例的背景垂直场同时存在的情况下，分析了交流损耗，这反映了绕组中发生的情况。我们的模型包括$J_c(B,θ)$在~77 K的角度依赖性，这是非常不同的两种材料。通过模拟结果与测量液氮蒸发量热法获得的实验数据的成功比较，这项工作证实了我们的数值技术用于模拟罗贝尔电缆及其设备的电磁行为的适用性和效率。

具有不同丝数的YBCO涂层导体中的AC损耗和耦合电流

AC loss and coupling currents in YBCO coated conductors with varying number of filaments

高温超导涂层导体（CC）的条纹作为一种减少其磁化交流损耗的方法，在过去几年中一直是几个研究小组深入研究的主题。虽然这种方法的原理是众所周知的，但由于制造和技术限制，其在电力应用中使用的商业材料上的实际应用仍然远未实现。在磁带质量和条纹技术的最新进展，现在使系统的研究的影响，灯丝的数量对交流损耗的减少与一致性，这是不可能的，在过去。在这项工作中，我们证明了技术的可行性，减少磁化损失的市售CC条纹成大量的灯丝（高达120）。损耗降低超过一个数量级，并且不会以载流能力为代价：具有10和20根灯丝的样品不受条纹过程的影响，而具有80和120根灯丝的样品仍然分别保持80%和70%的载流电位。我们还调查了横向电阻率，以了解耦合电流所遵循的路径：我们发现，耦合电流precurrently在金属基板中流动，而不是进出的灯丝。最后，我们使用氧化作为一种方法来减少耦合电流和损耗。这项工作的贡献是三方面的：1）它描述了在市售CC中产生大量高质量条纹的技术诀窍，大大减少了它们的损失，而不会广泛降低它们的传输特性; 2）它提供了所述样品的全面表征（例如在宽频率范围内的测量、横向电阻分布、氧化对DC和AC行为的影响）; 3）它提供了关于耦合电流的模式的新见解。