AC losses in superconductors : a multi-scale approach for the design of high current cables - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

AC losses in superconductors : a multi-scale approach for the design of high current cables

Pertes AC dans les supraconducteurs : une approche multi-échelle pour le dimensionnement de câbles fort courant

Résumé

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.
Le travail de cette thèse porte sur l’études des pertes AC dans les supraconducteurs pour des applications tels que les câbles ou les aimants. Les modélisations numériques rapportées sont de type éléments-finis ou méthode intégrale. Toutes ces méthodes visent à estimer avec précision les distributions de densité de courant et de champ magnétique en prenant en compte différents lois de comportement pour le supraconducteur. Deux conducteurs sont introduits dans ce mémoire. Tout d’abord, les supraconducteurs à haute température critiques sont étudiées avec l’introduction d’une nouvelle forme de conducteur HTc (fils cylindriques) qui sont envisagés pour des câbles fort courant de 3 kA. Dans un second temps, des simulations numériques 3-D sont réalisés 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 câble complet. Enfin, les modèles numériques développés précédemment sont utilisés sur un exemple concret : le démonstrateur 10 kA fait à l’aide du conducteur MgB2 dans le projet européen BEST-PATHS.
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Dates et versions

tel-01456495 , version 1 (11-03-2017)

Licence

Paternité

Identifiants

  • HAL Id : tel-01456495 , version 1

Citer

Guillaume Escamez. AC losses in superconductors : a multi-scale approach for the design of high current cables. Electric power. Université Grenoble Alpes, 2016. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01456495⟩

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