AC losses in superconductors: a multi-scale approach for the design of high current cables
Description
The work reported in this PhD deals with AC losses in superconducting material for large scale applications such as cables or magnets. Numerical models involving FEM or integral methods have been developed to solve the time transient electromagnetic distributions of field and current densities with the peculiarity of the superconducting constitutive E-J equation. Two main conductors have been investigated. First, REBCO superconductors for applications operating at 77 K are studied and a new architecture of conductor (round wires) for 3 kA cables. Secondly, for very high current cables, 3-D simulations on MgB2 wires are built and solved using FEM modeling. The following chapter introduced new development used for the calculation of AC losses in DC cables with ripples. The thesis ends with the use of the developed numerical model on a practical example in the european BEST-PATHS project: a 10 kA MgB2 demonstrator
Abstract (French)
Le travail de cette these porte sur l'etudes des pertes AC dans les supraconducteurs pour des applications tels que les cables ou les aimants. Les modelisations numeriques rapportees sont de type elements-finis ou methode integrale. Toutes ces methodes visent a estimer avec precision les distributions de densite de courant et de champ magnetique en prenant en compte differents lois de comportement pour le supraconducteur. Deux conducteurs sont introduits dans ce memoire. Tout d'abord, les supraconducteurs a haute temperature critiques sont etudiees avec l'introduction d'une nouvelle forme de conducteur HTc (fils cylindriques) qui sont envisages pour des cables fort courant de 3 kA. Dans un second temps, des simulations numeriques 3-D sont realises sur un conducteur MgB2. Le chapitre suivant traite des contraintes de calculs des pertes dans le but de dimensionner l'ensemble des pertes d'un cable complet. Enfin, les modeles numeriques developpes precedemment sont utilises sur un exemple concret: le demonstrateur 10 kA fait a l'aide du conducteur MgB2 dans le projet europeen BEST-PATHS
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Additional titles
- Original title (English)
- Pertes AC dans les supraconducteurs: une approche multi-echelle pour le dimensionnement de cables fort courant
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 244 p.
- Report number
- FRNC-TH--9714
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 48055262
- Subject category
- S75: CONDENSED MATTER PHYSICS, SUPERCONDUCTIVITY AND SUPERFLUIDITY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- AC LOSSES; CABLES; COMPUTERIZED SIMULATION; CURRENT DENSITY; MAGNESIUM BORIDES; MAGNETS; SUPERCONDUCTORS
- Descriptors DEC
- ALKALINE EARTH METAL COMPOUNDS; BORIDES; BORON COMPOUNDS; ENERGY LOSSES; EQUIPMENT; LOSSES; MAGNESIUM COMPOUNDS; SIMULATION
Optional Information
- Notes
- 208 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Also available from Bibliotheque Universitaire de Sciences de Grenoble BP 66 38402 Saint-Martin d'Heres Cedex (France)