高温超导飞轮储能演示实验

邱静和，张义邴，朱光华，李 铭，徐克西

（1.上海大学理学院物理实验中心，上海200444；2.上海西静华新能源材料有限公司，上海200273）

1 引 言

自从1986年高温超导材料YBa2Cu3O7－δ（简称YBCO）[1]被发现后，掀起了世界性的高温超导材料研究的热潮.因为YBCO的临界转变温度首次突破了90K以上，即在液氮温度下YBCO就可实现超导状态，这为该类材料的应用带来了诱人的想象空间，仅替代传统地下输电电缆和高压电缆就有巨大的市场潜力.这促使很多国家不惜成本投入巨额资金、大量人力和先进的技术设备，展开应用开发上的激烈竞争.实验结果表明，超导技术在能源、交通、医学、国防等都有重要的应用.目前一些发达国家已试运行地下超导电缆、超导马达、超导变压器、研制高温超导储能系统的试验样机.

超导体除了零电阻特性之外，还有一个重要的性质就是对磁感应线的排斥.当磁通被完全排斥在超导体外时，超导体呈现完全Meissner效应，不过这时永久磁体在超导体上的悬浮为不稳定状态.当外磁场高于Hc1（下临界磁场）时，磁感应线能部分进入超导体，进入超导体中的磁感应线被“锁”称作钉扎中心的各种晶体缺陷上，由此感应出高临界电流，结果导致对永磁体产生排斥，克服永磁体自身重力，使其能稳定地悬浮在超导体上.利用该特性，可应用于超导磁悬浮列车、陀螺导航、超导磁轴承和超导飞轮储能.

飞轮储能由超导轴承和马达发电一体机构成，首先外接电源由马达驱动飞轮……