Comparison study of critical current angular dependence in YBCO tapes

• Autorzy: Habelok Krzysztof , Lasek Paweł , Stępień Mariusz , Gruszczyk Kamil

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.02.61

Warianty tytułu

PL

Badanie porównawcze zależności kątowej prądu krytycznego w taśmach YBCO

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents a comparative analysis of the angular dependence of the critical current in the second-generation high-temperature superconducting (HTS) YBCO tapes. The study was conducted on three SuperPower tapes: SCS4050, SCS4050-AP, and SCS4050-AP-i, which differed in their pinning parameters influencing the angular dependence of the critical current. The comparative measurements were performed using a custom-designed test setup based on a cylindrical Halbach array, which generated a uniform magnetic field on the tape surface. This setup provides an alternative to electromagnet-based systems, allowing precise evaluation of the angular critical current characteristics in the tested superconducting tapes.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy porównawczej zależności kątowej prądu krytycznego w wysokotemperaturowych taśmach nadprzewodnikowych HTS drugiej generacji na bazie YBCO. Badania przeprowadzono na trzech taśmach firmy SuperPower: SCS4050, SCS4050- AP oraz SCS4050-AP-i, które różniły się zastosowanymi centrami pinningu, co wpływało na kątową charakterystykę prądu krytycznego. Do przeprowadzenia eksperymentów wykorzystano autorskie stanowisko testowe oparte na cylindrycznym układzie Halbacha, generującym jednorodne pole magnetyczne na powierzchni taśmy. Układ Halbacha stanowi alternatywę dla tradycyjnych systemów testowych opartych na elektromagnesach.

Słowa kluczowe

EN

angular dependence of critical current; high-temperature superconductor; YBCO tape; Halbach array

PL

kątowa zależność prądu krytycznego; nadprzewodnik wysokotemperaturowy; taśma YBCO; układ Halbacha

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 2
• Strony: 287--291
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Habelok Krzysztof

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki Napędu Elektrycznego i Robotyki, ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-6185-7935

autor

Lasek Paweł

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki Napędu Elektrycznego i Robotyki, ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-2508-1893

autor

Stępień Mariusz

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki Napędu Elektrycznego i Robotyki, ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-4279-0472

autor

Gruszczyk Kamil

• Student kierunku Elektrotechnika Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] A. Buchholz, " Prospective Life Cycle Assessment of High- Temperature Superconductors for Future Grid Applications.", 18. Januar 2022, doi: 10.5445/KSP/1000145972, ISBN: 978-3- 7315-1194-6.
• [2] Shaked, N., Friedman, A., Sinvani, M., Al-Omari, I. A., Wolfus, Y., Shaulov, A., & Yeshurun, Y. (2001). Effect of external magnetic field on the critical current in single and bifilar Bi-2223 tapes. Physica C: Superconductivity, 354(1-4), 237-241.
• [3] Durrell, J. (2001). Critical current anisotropy in high temperature superconductors (Doctoral dissertation).
• [4] Pardo, E., Vojenčiak, M., Gömöry, F., & Šouc, J. (2011). Lowmagnetic- field dependence and anisotropy of the critical current density in coated conductors. Superconductor Science and Technology, 24(6), 065007.
• [5] Grilli, F., Sirois, F., Zermeno, V. M., & Vojenčiak, M. (2014). Self-consistent modeling of the $ I_ {c} $ of HTS devices: How accurate do models really need to be?. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 24(6), 1-8.
• [6] Robert, B. C., Fareed, M. U., & Ruiz, H. S. (2019). How to choose the superconducting material law for the modelling of 2G-HTS coils. Materials, 12(17), 2679.
• [7] Ginocchio, S., Ballarino, A., Perini, E., & Zannella, S. (2007). DC and AC electrical characterization of stacks of HTS tapes. IEEE transactions on applied superconductivity, 17(2), 2224-2227.
• [8] N. M. Strickland, C. Hoffmann, S. C. Wimbush; A 1 kA-class cryogen-free critical current characterization system for superconducting coated conductors. Rev. Sci. Instrum. 1 November 2014; 85 (11): 113907. https://doi.org/10.1063/1.4902139.
• [9] Soltner, H. and Blümler, P. (2010), Dipolar Halbach magnet stacks made from identically shaped permanent magnets for magnetic resonance. Concepts Magn. Reson., 36A: 211- 222. https://doi.org/10.1002/cmr.a.20165
• [10] Habelok, K., Gruszczyk, K., Lasek, P., Koterla, D., & Stepien, M. Test Bench for Characterization of HTS Tapes at Low Magnetic Fields Based on Additive Manufacturing. In 2024 IEEE International Magnetic Conference-Short papers (INTERMAG Short papers) (pp. 1-2). IEEE.
• [11] Habelok, K., Lasek, P., & Stępień, M. (2018). Badania wpływu pola magnetycznego magnesów trwałych na prąd krytyczny taśm nadprzewodnikowych HTS. Przegląd Elektrotechniczny, 94.