Исследование потерь на намагничивание в кабелях CORC® с использованием 3D формулировки T–A

Кабель Conductor on Round Core (CORC®), намотанный высокотемпературным сверхпроводником, является важной концепцией кабеля для приложений с высокой плотностью тока. Конструкция кабеля CORC затрудняет понимание его электромагнитных характеристик, например переменных (AC) потерь. В статье представлен всесторонний анализ кабелей CORC с применением экспериментальных и численных методов. В частности, внимание уделено пониманию того, как структура кабеля влияет на потери при намагничивании и как эти потери можно уменьшить. Новизна работы заключается в применении новой формулировки T–A, которая впервые используется для трёхмерного моделирования кабеля CORC с реальной геометрией. Использование формулировки T–A в программном обеспечении конечных элементов позволяет исследовать, как направление намотки и многослойная структура влияют на потери при намагничивании в кабелях CORC. Кроме того, изучается влияние штриации (разделения ленты на филаменты) в кабелях CORC как эффективного способа снижения их потерь. Кабель CORC со штриатированными (расщеплёнными) лентами демонстрирует значительное уменьшение потерь на намагничивание при высоких магнитных полях по сравнению с вариантом без штриатированных лент. При низких магнитных полях штриация лент приводит к увеличению потерь при небольшом числе филаментов; затем потери уменьшаются при дальнейшем увеличении числа филаментов, но это уменьшение гораздо слабее, чем при высоких полях. Работа предоставляет эффективный инструмент для исследования электромагнитного поведения кабелей CORC и может служить ценным руководством при проектировании кабелей CORC с минимизированными потерями для приложений в физике высоких энергий и преобразовании энергии.