高温超导发电机型磁通泵对线圈充电过程的建模

高温超导（HTS）发电机利用HTS带材的非线性电阻率在交变磁场下产生直流电压。这导致所谓的磁通泵现象，并能够在不使用电流引线的情况下将直流电流注入与发电机相连的超导线圈。本工作中，使用两种数值模型详细考察HTS发电机对线圈的充电过程：最小电磁熵产生模型和分离式 $\textbf{H}$ 公式有限元模型。将数值结果针对不同气隙和频率与解析方法进行比较。首先，计算所建HTS发电机的I-V曲线以获得开路电压、短路电流和内阻。随后，研究发电机对线圈的充电过程，包括充电电流曲线及其动态行为。两种模型所得结果在定量与定性上彼此之间以及与解析方法均高度吻合。尽管线圈的一般充电过程可由磁通泵的I-V曲线获得，但发电机旋转一个周期内产生的电流纹波（会引起HTS发电机中的纹波交流损耗）只能通过所提模型捕捉。