超导磁体可以在较大的空间内产生高磁场,而所需的励磁功率却很小,且在超导条件下,磁场保持恒定。目前,超导磁体技术已成功应用于科学研究、电力系统、轨道交通、生物医疗等众多领域。本文以实验室用的具有快速放电要求的小型低温超导储能磁体为主要研究对象,首先概述了超导电性的发展历程,并重点介绍了超导磁体技术及其应用现状,阐明了课题的研究背景及意义。针对NbTi磁体,论文对超导线圈稳定性、磁体的绝缘结构、NbTi超导线的失超机理进行了较为详细的理论分析;在分析磁体的稳定性时,采用绝热稳定与动态稳定的方法,计算表明磁体满足绝热稳定和动态稳定判据。本文建立了实验磁体的三维失超传播模型及简化二维模型,并在深入分析磁体失超实验波形的基础上,展开相关参量的计算工作,掌握磁体失超后内阻变化的特点,为磁体失超保护阈值设定奠定理论基础。在设计磁体的综合保护系统时,本文比较了常用的失超检测和保护方法的优劣,同其它检测方法相比,采用桥式电路电压检测方法具有更为明显的优势,并提出根据磁体在充电运行及放电阶段的不同工作特点,来对磁体开展分阶段保护,即磁体充电运行阶段的失超保护和放电阶段的过压保护,同时对系统电路中桥式检测电路、绝对值电路、滤波放大电路、过压保护电路等开展计算与仿真工作,使得整个系统电路能够满足超导磁体失超信号判断、失超保护及磁体过压保护的具体要求;本文还讨论了两种比较实用的小型磁体快速放电方法,即利用非线性电阻器或预充电至一定电压的电容器来对磁体放电,仿真和实验结果均表明,这些方法可有效提高磁体的放电速率,并为提高磁体失超保护的可靠性提供了有益参考。论文最后有针对性地阐述了基于检测磁体失超后电阻变化速率的失超检测方法,这种方法可以更为迅速、准确地对磁体的失超现象做出判断,有效避免失超对磁体带来的损害,提高磁体失超保护的可靠性。