بخشی از مقاله
استفاده از تقريب پوتيه براي تخمين راكتانس پراكندگي ژنراتورها
واژه‌هاي كليدي: راكتانس پراكندگي – راكتانس پوتيه- منحني مدار باز- منحني ضريب قدرت صفر
راكتانس پراكندگي آرميچر در ژنراتورهاي سنكرون نماينده بخشي از شار ماشين است كه تحريك را در بر نمي‌گيرد و مسير شار آن عمدتاً از فاصله هوايي بسته مي‌شود. براي به دست آوردن پارامترهاي مدار معادل و انجام مطالعات مختلف اعم از بررسي اشباع، ديناميك و غيره در ژنراتور سنكرون، در اولين قدم به اطلاعات مربوط به راكتانس پراكندگي نياز خواهيم داشت. به طور معمول اين راكتانس توسط سازنده ارايه مي‌شود. با اين وجود در بسياري از واحدهاي نيروگاهي قديمي در شبكه برق ايران، اين راكتانس به صورت مشخص توسط سازنده ارايه نشده است.
در اين مقاله سعي شده است با استفاده از تكنيك تخمين پوتيه در بالاترين نقطه‌اي در ناحيه اشباع ماشين كه امكان استخراج راكتانس پوتيه موجود باشد،مقداري تقريبي براي راكتانس پراكندگي ماشين محاسبه شود. اين روش براي دو گروه ژنراتور انجام شده است كه در گروه اول راكتانس مورد نظر توسط سازنده داده شده است ودر گروه دوم اطلاعاتي از راكتانس مورد نظر در دست نيست. در نهايت ميزان خطا و مقادير راكتانس به دست آمده در واحدهاي مختلف ارايه شده است.
تخمين پارامترهاي مدار معادل ماشين سنكرون از تستهاي SSFR و ارايه يك مدار معادل كاهش درجه يافته با استفاده از Vector Fitting
واژه‌هاي كليدي: شناسايي مدار معادل،( Vector Fitting VF) ، ماشين سنكرون
شناسايي و تخمين دقيق پارامترهاي مدار معادل ماشين سنكرون براي بسياري از مطالعات مهم شبكه نظير مطالعات پايداري و گذرا ضرورت دارد. در اين ميان استفاده از روشهاي تست پاسخ فركانسي در حالت سكون ماشين كه به SSFR موسوم است، به صورت روشي موثر و پذيرفته شده در قالب استانداردهاي IEEE115 تدوين يافته و در اين رابطه شناسايي پارامترهاي مدار معادل از روي نتايج تستهاي مذكور تلاشهاي تحقيقاتي بسياري را مصروف خود كرده است. در اين مقاله براي اولين بار روش Vector Fitting (VF) براي تخمين و استخراج پارامترهاي مدار معادل محورهاي qd پيشنهاد شده است. مثالهاي ارايه شده در مقاله نشان مي‌دهند كه با استفاده از VF ضمن آنكه مي‌توان به مدار معادلي دست يافت كه قادر است پاسخهاي فركانسي منتجه از تستهاي SSFR را با دقت بسيار بالا تخمين زند، مي‌توان به يك مدار معادل كاهش درجه يافته با دقت قابل قبول نيز دست يافت.
آناليز و مدلسازي ماشين القايي در خطاي روتوري با استفاده از جريان ميله‌ها
واژه‌هاي كليدي: ماشينهاي القايي- مدلسازي جريان شاخه‌ها- شكست ميله- شبيه‌سازي
ماشينهاي الكتريكي القايي به صورت گسترده در صنعت، تجارت و مصارف خانوادگي استفاده مي‌شوند. معمولاً ماشينهاي القايي در شرايط سخت بهره‌برداري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين امر باعث آسيب ديدن روتور در درازمدت مي‌شود و در نهايت به شكست ميله‌هاي روتور منج
ر مي‌شود. در اين مقاله شكست ميله‌هاي روتور كه يكي از شايع‌ترين خطاهاي داخلي ماشين القايي است، معرفي مي‌شود. اخيراً براي مدلسازي و تحليل ماشينهاي الكتريكي در شرايط خطاي مذكور از مدل ولتاژ مبني بر جريان مش و يا روشهاي اندازه‌گيري آزمايشگاهي استفاده مي‌شود كه روشهاي فوق بسيار پيچيده و يا گران قيمت هستند. در اين مقاله مدلي بر مبناي جريان شاخه‌هاي روتور ارايه شده و ماشين القايي سه فازه براي مطالعه تحت شرايط سالم و شكست يك ميله مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. نتايج شبيه‌سازي نشان دهنده نوسان قابل تو
جه در جريانهاي سه فازه استاتور و نوسان كوچكي در منحني گشتاور و سرعت روتور است. نوسانات موجود در منحني گشتاور و سرعت روتور تحت شرايط كاركرد مانا موثرتر از حالت راه‌اندازي ظاهر مي‌شود.
بررسي تاثير تغيير پارامترهاي ديناميكي ژنراتور سنكرون بر رفتار حالت گذراي اتصال كوتاه آن
واژه‌هاي كليدي: ژنراتور سنكرون- اتصال كوتاه و حالات گذرا
هدف از اين مقاله، بررسي تاثير تغييرات پارامترهاي الكتريكي و مكانيكي ژنراتور سنكرون بر روي جريان اتصال كوتاه سه فاز و بدست آوردن خواص ژنراتور اتصال كوتاه است. اين پارامترها شامل مقاومت‌هاي الكتريكي تحريك روتور، سيم‌پيچي استاتور، دمپرها و راكتانسهاي و اندوكتانسهاي نشتي مربوطه، ولتاژ تحريك و لختي مجموعه رتور سنكرون اتصال كوتاه است. تحليل صورت گرفته شامل بررسي دامنه جريان اتصال كوتاه و رفتار گذراي ژنراتور است. در اين بررسي از مدل d-q ژنراتور براي شبيه‌سازي استفاده مي‌شود. براي اين تحليل يك ژنراتور MVA2، V400 در نظر گرفته شده است.
بهبود عملكرد مولد ديسكي آهنرباي دائم شار محوري، با اصلاح ساختار قبلي
واژه‌هاي كليدي: مولد ديسكي،شار محوري- آهنربا- دندانه روتور- طراحي- هسته استاتور
در اين مقاله، ساختار جديد مولد ديسكي آهنرباي دائم شار محوري، ارايه شده توسط مولفين، به منظور دستيابي به عملكرد بهتر اصلاح مي‌شود. اين مولد جديد دو روتور، ديسكي در بيرون و يك
استاتور بدون هسته در وسط دارد. آهنرباها در درون ديسك‌هاي روتور قرار گرفته‌اند و جهت آنها دايروي و يكسو است. براي دستيابي به مشخصات عملكردي بهتر، در شكل مسطح آهن ديسك روتور كه مابين يك آهنربا ويك شيار قرار دارد، دندانه‌اي به صورت شبه سينوسي ايجاد مي‌شود. نشان داده خواهد شد كه اين تغيير باعث افزايش توان خروجي مولد، كاهش تلفات جريان گردابي و افزايش بازدهي ماشين مي‌شود.
مدلسازي تحليلي ماشين ديسكي شار- محوري آهنرباي دائم و طراحي بهينه آن
واژه‌هاي كليدي: ماشين ديسكي شار- محوري، مدلسازي تحليلي، اجزا محدود، بهينه‌سازي، طراحي، الگوريتم ژنتيكشده است. اساس كار مدلسازي در اينجا بر پايه محاسبه پتانسيل مغناطيسي برداري و عددي است. همچنين در مدلسازي از بردار مغناطيس شوندگي براي توصيف آهنرباي دائم و جريان سطحي در دو بعد براي توصيف جريان سيم‌پيچي آرميچر استفاده شده است. براي سادگي مفروضاتي چون هسته آهني ايده‌آل و بردار مغناطيس شوندگي ثابت منظور شده‌اند. از نكات مهمي كه در اين مدلسازي ديده شده‌اند، و در اكثر مطالعات پيش از اين در نظر گرفته نشده بودند، اثر واكنش آرميچر و اثر هماهنگهاست. همانگونه كه نشان داده خواهد شد واكنش آرميچر اثر عرضي بر روي چگالي شار مغناطيسي در شكاف هوايي دارد و هماهنگ‌ها نيز اثر قابل توجهي بربازدهي كل ماشين خواهند داشت. در اين پژوهش ميدان مغناطيسي بدست آمده از روش تحليلي با نتايج بدست آمده از روش اجزا محدود مقايسه مي‌شود. مقايسه نتايج اختلاف حداكثر 4 درصدي را نشان مي‌دهد كه خود تاييدي بر دقت مدل است. در پايان با استفاده از مدل بدست آمده طراحي بهينه‌اي بر اساس توابع هدف مناسب و با كمك روش الگوريتم ژنتيك، كه روشي كارآ در بحث بهينه‌سازي ماشينهاي الكتريكي است، انجام خواهد شد.
بهبود كنترل كننده بار- فركانس غير متمركز در سيستم هاي دو ناحيه اي به روش جديد بااستفاده از الگوريتم ژنتيك
واژه هاي كليدي كنترل بار فركانس غير متمركز، سيستم قدرت دو ناحيه اي، الگوريتم ژنتيك
در اين مقاله سعي شده است با بهبود كنترل كننده بار - فركانس و پياده سازي يك روش جديد مقدار انحراف فركانس در حين حالت ديناميكي كاهش يابد. روش جديد بكار گرفته شده مبتني بر حداقل سازي مجموع مربعات زمان نشست و اوج پاسخ پله انحراف فركانس به ازاي تغييرات بار با استفاده از الگوريتم ژنتيك مي باشد. كنترل كننده مذكور براي يك سيستم قدرت دو ناحيه اي غير متمركز طراحي شده است. شبيه سازي هاي انجام گرفته بر روي سيستم قدرت دو ناحيه اي نشان دهنده بهبود پارامترهاي سيستم همچون زمان نشست و اوج پاسخ پله مي باشد.
كنترل برداري موتور القايي بدون سنسور مبتني بر تخمين گر جديد سرعت فازي تطبيقي
واژه هاي كليدي: موتور القايي، فيلتر ديجيتال تطبيقي، كنترل برداري با جهت يابي شار رتور، ميانگين وزني،تخمين گر سرعت
امروزه با توجه به كاربرد و اهميت فراوان سيستم هاي درايو بدون سنسور، طراحي سيستم هاي هوشمند و دقيق در اين زمينه مورد بحث و تحقيق بسياري از محققان است. در اين مقاله از يك فيلتر ديجيتال تطبيقي فازي استفاده شده كه اين فيلتر مولفة توليد كنندة گشتاور جريان استاتور را مورد آناليز قرار مي‌دهد و تخمين سرعت به روش حلقه باز را بهبود مي بخشد . در اين روش ، سرعتهاي محاسبه شده با روش حالت دائم و حلقه باز بهبود يافته با توجه به شرايط كاري موتور وزن دهي مي‌شود و سپس با كمك روش ميانگين گير وزني فازي ، از دو مقدار تخميني ميانگين گرفته مي‌شود و مقدار نهايي سرعت به صورت بهينه تخمين زده مي شود . در اين طرح از دو سيستم فازي به طور همزمان براي تخمين سرعت بهره گرفته مي شود .مراحل طراحي و شبيه سازي تخمين گر سرعت بر روي يك سيستم كنترل برداري با جهت يابي شار رتور در محيط SIMULINK/MATLAB مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است.
كنترل سطح درام و فشار ديفرنس واحد اشكوداي نيروگاه مشهد
واژه‌هاي كليدي: لختي والو، ديفرنس والو، رگولاتور والو، تبديل لاپلاس، Hammering ،Priming ، درام و الگوريتم n4sid و PLC
در اين مقاله، ابتدا سيستم كنترل سطح درام و فشار ديفرنس واحد اشكوداي نيروگاه مشهد
معرفي شده است. سپس معايب سيستم قبلي از قبيل كندي سيستم كنترل سطح درام، مشكل مكانيكي والوها، لختي والوها و عملكرد غيرخطي عملگر والو توضيح داده شده است. در ادامه پديده‌هاي Priming و Hammering و مشكلاتي كه در صورت لحاظ نشدن آنها در سيستم پيش خواهد آمد، بيان شده است.
پس از بيان اشكالات سيستم، از روش تبديل لاپلاس و همچنين از طريق نرم‌افزار MATLAB و الگوريتم n4sid توابع تبديل سيستم محاسبه شده و نتايج دو روش با هم مقايسه شده و روش بهتر انتخاب شده است. سپس به طراحي كنترلر جديد براي سيستم پرداخته شده است و راهكارهاي مناسب جهت رفع معايب سيستم مطرح شده است. در اين قسمت براي رفع مشكل Priming و Hammering از تفاضل دبي آب ورودي و بخار خروجي بجاي سطح درام استفاده شده است. براي افزايش سرعت سيستم كنترل سطح درام با تغيير ضرايب كنترلر تغييرات در دبي آب ورودي بيشتر شده و در نتيجه سيستم كنترل سطح درام سريع‌تر شده است. براي رفع مشكل مكانيكي والوها از دو كنترلر استفاده شده است. يك كنترلر هنگامي كه متغير پروسه بالاتر از مقدار مرجع است (اين كنترلر داراي گين بيشتري است) و ديگري هنگامي كه متغير پروسه پايينتر از مقدار مرجع است (اين كنترلر داراي گين كمتري است). براي رفع مشكل عملكرد غيرخطي عملگر والوها از پالس‌هاي با دامنه كامل (10+ ولت براي باز گردن والو و 10- ولت براي بستن والو) استفاده شده و كنترل سرعت عملگر به وسيله تغيير عرض پالس صورت مي‌گيرد. براي رفع مشكل لختي والوها هم از پالس‌هاي با عرض بيشتر استفاده شده است. در قسمت بعدي مقاله نتايج شبيه‌سازي كنترلر طراحي شده آورده شده است. كنترلر طراحي شده توسط PLC روي واحد شماره 1 اشكوداي مشهد تست شد و توانست سيستم را بخوبي كنترل كند.
طراحي و شبيه سازي كنترل‌كننده يكسوساز فعال با ورودي فركانس بالابراي استفاده در ميكروتوربين
در سالهاي اخير فناوري يكسوسازهاي PWM يا فعال، به علت كنترل‌پذير بودن ولتاژ خروجي DC و دو طرفه بودن انتقال توان به صورت بسيار گسترده در كاربردهاي صنعتي مانند مبدل الكترونيك قدرت ميكروتوربين، مورد استفاده بوده‌اند. يكسوسازها PWM،نيازمند يك فلسفه كنترلي براي رسيدن به يك ولتاژ دلخواه و كنترل‌پذير هستند. در اين مقاله با طراحي يك كنترل‌كننده براي يك يكسوساز فعال، ولتاژ خروجي يك ميكروژنراتور دور بالا كه در ميكروتوربين ژنراتور مورد استفاده است، با ديناميك مناسبي يكسو شوند. شبيه‌سازيها مشخص‌كننده عملكرد مناسب اين كنترل‌كننده هستند.
تشخيص عيب نشتي در بويلر نيروگاه بخار با استفاده از روش مدل ديناميكي فازي
واژه هاي كليدي: عيب‌يابي، بويلر،شناسايي سيستم، مدل ديناميكي فازي،حداقل مربعات بازگشتي
امروزه تكنيكهاي مختلفي براي تشخيص عيب در فرآيندهاي صنعتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. فرآِيند مورد نظر در اين مقاله «واحد بويلر نيروگاه نكا» و موضوع مقاله حاضر تعيين روش مناسب مدلسازي و شناسايي بويلر نيروگاه با هدف تشخيص نشتي در اين فرآيند است. بويلرهاي نيروگاه نكا داراي اين ويژگي هستند كه از نوع once through بوده و نيازي به مخزن (drum) ندارند. روش مورد استفاده در اين مقاله براي شناسايي سيستم بويلر، روش مدل ديناميكي فازي (Fuzzy Dynamical Mode) است. براي به دست آوردن پارامترهاي مربوط به اين مدل از الگوريتم كمترين مربعات بازگشتي استفاده شده است. پس از شناسايي سيستم، با استفاده از تحليل آماري باقيمانده (خطاي بين مدل و سيستم واقعي)، كشف عيب صورت گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد در سيستم‌هاي غيرخطي نظير بويلرهاي once through كه رفتار غيرخطي شديدي از خود نشان نمي‌دهند روش مدل ديناميكي فازي براي تشخيص عيب روش مطلوبي است.
كنترل هماهنگ ترانس مجهز به تپ-چنجر (ULTC) و جبرانگر استاتيكي توان راكتيو (SVC) با استفاده از تئوري كنترل نظارتي سيستم‌هاي گسسته پيشامد
واژه‌هاي كليدي: كنترل هماهنگ ولتاژ، ترانس مجهز به تپ- چنجر (ULTC)، جبرانگر استاتيكي توان راكتيو (SVC)،تئوري كنترل نظارتي، سيستم‌هاي گسسته پيشامد
در اين مقاله پس ازتشريح اساس عملكرد ترانسفورمرهاي مجهز به تپ-چنجر (ULTC) و جبرانگر استاتيكي توان راكتيو (SVC) لزوم ايجاد هماهنگي بين اين دو المان در تنظيم ولتاژ نقطه مورد نظر از يك شبكه قدرت ارايه مي‌شود. جهت ايجاد قابليت هماهنگ شدن هر كدام از اين دو المان با يكديگر، تغييراتي در سيستم كنترل مرسوم هر كدام از آنها اعمال مي‌شود و بدنبال آن كنترلر
هماهنگ‌كننده عملكرد ULTC و SVC در تنظيم ولتاژ طراحي مي‌شود كه هدف اصلي آن رزرو نگه داشتن ظرفيت SVC براي داشتن پاسخ سريع به تغييرات احتمالي ولتاژ نقطه مورد نظر از شبكه قدرت در لحظات آينده است. به دليل اينكه از يك سو ULTC داراي ماهيت سوئيچينگ است و ازتوان رفتار كلي فرآيند مورد نظر را بصورت يك سيستم گسسته پيشامد مدل كرد. بنابراين بهترين گزينه ممكن براي طراحي كنترلر هماهنگ‌كننده عملكرد SVC و ULTC استفاده از تئوري كنترل نظارتي سيستم‌هاي گسسته پيشامد خواهد بود. چرا كه در اين روش نيازي به در نظر گرفتن مسائلي از قبيل وجود تاخير زماني، و يا وجود نواحي مرده در مشخصه ULTC، و يا غيرخطي بودن فرآيند نخواهد بود. با استفاده از اين تئوري مي‌توان اثبات كرد كه سيستم كنترل نظارتي طراحي شده بيهنه خواهد بود يعني براي برآورده ساختن مشخصه‌هاي كنترلي مورد نظر، كمترين محدوديت ممكن را در رفتار فرآيند ايجاد مي‌كند.
كنترل مقاوم موتور القايي اشبا‌ع‌پذير نسبت به تغييرات بار
در اين مقاله يك طرح كنترلي پايدار براي كنترل سرعت موتور القايي با استفاده از روش كنترل مد لغزشي معرفي شده است. در اين روش كنترلي، سرعت توسط حلقه كنترل خارجي كنترل شده و از روش كنترل‌برداري در حلقه كنترل داخلي نيز استفاده شده است.
ابتدا روش كنترل مد لغزشي معرفي شده است. سپس چگونگي بكارگيري اين نوع كنترل‌كننده در ساختار سيستم كنترلي نشان داده شده است. در ادامه قانون كنترلي و حوزه تعريف پارامترهاي كنترل‌كننده مد لغزشي مشخص شده است. پس از اينكه سيستم كنترلي مورد نظر محقق شد، پاسخ ديناميكي و عملكرد آن با طرح متعارف كنترل‌برداري كه از كنترل‌كننده PI در حلقه خارجي كنترل سرعت استفاده مي‌شود،با شبيه‌سازي و انجام آزمايش عملي مقايسه شده است. سپس به تاثير مقادير پارامترهاي كنترل‌كننده بر عملكرد اين پديده در نظر گرفته شده و مجدداً‌رفتار ديناميكي هر دو ساختار كنترلي كه از كنترل‌كننده‌هاي مد لغزشي و PI بهره برده‌اند با يكديگر مقايسه شده است.
ابر رسانايي
رسانايى خاصيتى از مواد است كه باعث انتقال انرژى الكتريكى در آنها مى شود. اين خاصيت در مواد مختلف، يكسان نيست. طلا و نقره رسانا هاى خيلى خوبى هستند در حالى كه شيشه يا پلاستيك اصلاً رسانا نيستند. مانعى در برابر رسانش الكتريكى است كه مقاومت ناميده مى شود. تغييرات جزيى ترموديناميكى و الكترو مغناطيسى، روى آن تاثير مى گذارد.بشر همواره مى خواسته كه راه هاى توليد انرژى را ارزان تر كند و يكى از بهترين گزينه ها براى كم كردن هزينه كشف موادى است كه مقاومت كمترى دارند. اما در بعضى از مواد وقتى كه به يك دماى خاص برسيم، تغييرى در حالت ماده به وجود مى آيد كه به آن ابررسانايى مى گويند. در اين حالت مقاومت الكتريكى از بين مى رود به طورى كه جريانى كه در يك حلقه ابررسانا توليد مى شود تا صد هزار سال بدون تغيير باقى مى ماند!
پژوهش براي بررسي تغيير مقاومت الكتريكي اجسام در دماهاي پائين براي نخستين بار توسط دانشمند اسكاتلندي جيمز دئِور در اواسط قرن نوزدهم آغاز شد. در سال 1864، دو دانشمند لهستاني به نامهاي زيگموند روبلوفسكي و كارل اولزفسكي كه روشي براي براي مايع ساختن اكسيژن و نيتروژن، يافته بودند، به بررسي خواص فيزيكي عناصر و ازجمله مقاومت الكتريكي در دماهاي خيلي كم ادامه دادند و پيش‌بيني نمودند مقاومت الكتريكي در دماهاي كم به شدت
كاهش مي‌يابد. روبلوفسكي و اولزفسكي نتايج فعاليت خود را در سال 1880 منتشر ساختند. بعد از آن دِئور و فلمينگ نيز پيش‌بيني خود را مبني بر الكترومغناطيس شدن كامل فلزات خالص در دماي صفر مطلق بيان داشتند. البته دئور بعدها تئوري خود را اصلاح و اعلام داشت مقاومت اينگونه فلزات در دماي مورد اشاره به صفر نمي‌رسد اما مقدار بسيار كمي خواهد بود. والتر نرست نيز با بيان قانون سوم ترموديناميك بيان داشت كه صفر مطلق دست‌نيافتني است. كارل ليند و ويليام ثبت رساندند.
در سال 1900، نيكلا تسلا كه با سيستم خنك‌سازي ليند كار مي‌كرد، پديده تقويت سيگنالهاي الكتريكي را با سرد شدن اجسام كه درنتيجه كاهش مقاومت آنها بود، مشاهده و به ثبت رساند. سرانجام خاصيت ابررسانايي توسط پروفسور هلندي، كمرلينک اونز، در سال 1911 و زماني‌كه وي سرگرم آزمايش تئوري دئور بود، در دانشگاه ليدن مشاهده شد. اونز دريافت که اگر جيوه در هليم مايع يعني حدود 2/4 درجه كلوين قرار گيرد، مقاومت الکتريکي آن از بين مي‌رود. سپس يك حلقه سربي را در دماي 7 درجه كلوين ابررسانا نمود و قوانين فارادي را بر روي آن آزمايش كرد و مشاهده نمود وقتي با تغيير شار در حلقه جريان القايي توليد شود، حلقه سربي بر عكس رساناهاي ديگر رفتار مي‌نمايد. يعني بعد از قطع ميدان تا زماني‌كه در حالت ابر رسانايي قرار دارد، جريان الكتريكي را تا مدت زيادي حفظ مي‌كند. به عبارت ديگر بعد از به وجود آمدن جريان الكتريكي ناشي از ميدان مغناطيسي در يك سيم ابررسانا، سيم حتي بدون ميدان خارجي يا مولد الكتريكي نيز مي‌تواند حامل جريان باشد. اونز اين رخداد را در آزمايشگاه دانشگاه ليدن با ايجاد جريان ابررسانايي در يک سيم‌پيچ و سپس حمل سيم‌پيچ همراه با سرد کننده‌اي که آن را سرد نگه مي‌داشت به دانشگاه کمبريج به عموم نشان داد. يافته اونز منجر به اعطاي جايزه نوبل فيزيك در سال 1913 به وي شد.
اونز همچنين متوجه شد براي هر يك از مواد ابررسانا، دمايي به نام دماي بحراني وجود دارد كه وقتي ماده از اين دما سردتر شود، جسم ابررسانا مي‌گردد و در دماهاي بالاتر از اين دما، جسم داراي مقاومت الکتريکي است. دماي بحراني عناصر مختلف متفاوت است. مثلا" دماي بحراني جيوه حدود 5 درجه كلوين، سرب 9 درجه كلوين و نيوبيوم 2/9 درجه كلوين مي‌باشد و براي بعضي آلياژها و تركيبات مانند Nb3Sn و Nb3Ge دماي بحراني به 18 و 23 درجه كلوين نيز مي‌رسد. البته فلزات رسانايي مانند طلا، نقره و حتي مس نيز هستند كه تلاش براي رساندن مقاومت ويژه‌شان به صفر بي نتيجه مانده است و مشخص نيست اگر به صفر مطلق برسند مقاومت آنها چقدر خواهد بود. رسانيدن دماي ابررساناهاي متعارف به اين دما نيازمند وجود هليم مايع مي‌باشد كه بسيار پرهزينه، خطرناك و مشکل است. لذا از همان ابتدا تلاش براي توليد ابررساناهايي با دماي بحراني بالاتر شروع شد و محققان در تلاشند مواد ابررسانايي با دماي بحراني بالاتر پيدا كنند.
از كشف ابررسانايي در سال 1911 تاكنون، هيچ نظريه فيزيكي جامعي نتوانسته است به بيان دقيق علت خاصيت ابررسانايي بپردازد. در سال 1957 سه فيزيكدان آمريكايي به نامهاي باردين، كوپر و شريفر در دانشگاه ايلي‌نويز نظريه‌اي براي توجيه پديده ابررسانايي در ابررساناهاي متعارف ارائه دادند كه با نام آنها به نظريه BCS معروف گرديد. براساس اين نظريه در ابررساناهاي معمولي، الكترونهايي كه در رسانايي جريان نقش دارند، جفت‌هايي تشكيل مي‌دهند و متقابلاً با عواملي كه باعث مقاومت الكتريكي مي‌شوند، مقابله مي‌كنند. ابداع تئوري BCS نيز براي سه دانشمند آمريكايي جايزه توبل 1972 را به ارمغان آورد. اينكه 46 سال طول کشيد تا توجيهي براي پديده ابررسانايي يافت شود، دلايلي داشت. دليل اول اينكه جامعة فيزيک تا حدود بيست سال مباني علمي لازم براي ارائه راه حل مسئله را كه تئوري کوانتوم فلزات معمولي بود نداشت. دوم اينکه تا سال1934 هيچ آزمايش اساسي در اين زمينه انجام نشد. سوم اينکه وقتي مباني علمي لازم بدست آمد، به زودي مشخص شد انرژي مشخصه وابسته به تشکيل ابررسانايي بسيار
کوچک يعني حدود يک مليونيم انرژي الکتريکي مشخصة حالت عادي است. بنابراين نظريه پردازان توجه‌شان را به توسعة يک تفسير رويدادي از جريان ابررسانايي جلب کردند. اين مسير توسط فريتز لاندن رهبري مي‌شد. وي در سال 1953 به نکتة زير اشاره کرد: "ابررسانايي پديده‌اي کوانتومي در مقياس ماکروسکوپي است و با جداسازي حالت حداقل انرژي از حالات تحريک شده بوسيلة وقفه هاي زماني رخ مي‌دهد." به علاوه وي بيان داشت كه ديامغناطيس شدن ابررساناها يک م
شخصه بنيادي است. تئوري BCS در توضيح و تفسير رويدادهاي ابررسانايي موجود و هم چنين در پيشگويي رويدادهاي جديد نسبتاً موفق بود. در ژوئيه 1959، در اولين کنفرانس بزرگي كه بعد از ارائه ي نظريه ي BCS با موضوع با ابررسانايي در دانشگاه کمبريج برگزار شد، ديويد شوئنبرگ كنفرانس را با اين جمله آغاز کرد: «حالا بايد ببينيم تا چه حد مشاهدات با حقايق نظري جور در مي‌آيند …؟
کمي بعد از انتشار نتايج اولية تئوري BCS ، در تابستان سال 1957 سه دانشمند دانماركي به نامهاي آگ بور، بن موتلسون و ديويد پاينز، در کپنهاگ نشان دادند که نوترونها و پروتونهاي موجود در هسته اتم به خاطر جذب دوسويه شان جفت مي‌شوند و بدينوسيله توانستند معماي قديمي پديدة هسته‌اي را توجيه نمايند. در همين زمان يوشيرو نامبو نيز در شيکاگو دريافت که ترتيب جفت شدن BCS براي پديده‌هاي انرژي بالا در فيزيک ذرات ابتدائي نيز صحت دارد. بايد گفت در اثر ارائه تئوري BCS بود كه پژوهشگران فلزات ابررساني جديدي را معرفي کردند و مشتاقانه به دنبال موادي گشتند که در دماهاي نسبتاً بالاتر از 20 کلوين ابررسانا مي‌شوند. بعد از ارائه تئوري BCS، دو آلياژ جديد نيز معرفي شدند. يكي مواد الکترون سنگين مانندCeCu2Si2، UPt3 و UBe13 که به عنوان ابررساناهايي در دماهاي حدود يک کلوين توسط فرانك استگليش در آلمان و زاچاري فيسك، جيم اسميت و هانس اوت در آمريكا شناخته شدند و ديگري فلزات آلي تقريبا دو بعدي با دماي بحراني حدود ده درجه کلوين كه در پاريس توسط دانيل ژرومه کشف شد. با وجود تلاشهاي زياد بند ماتيوس که حدود صد ماده ابررسانا را کشف کرد، هنوز حد بالايي براي دماي مواد ابررسانا وجود داشت. دمايي که از مکانيسم به کار رفته براي ابررسانايي يعني تعامل فونون القائي ناشي مي‌شد. چنانكه نور كوانتومي را فوتون مي‌نامند، اصوات كوانتومي را نيز فونون ناميده‌اند.
در سال 1962 جوزفسون انگليسي در 22 سالگي آزمايشاتي روي جفت الكترونهاي كوپر انجا
م داد كه منجر به مشاهده و اعلام پديده‌اي شد كه خاصيت تونل‌زني يا اثر جوزفسون نام گرفت. بر اساس اثر جوزفسون، درصورتيكه دو قطعه ابررسانا توسط يك عايق بسيار نازك (حدود يك نانومتر) به يكديگر متصل شوند، جفت الكترونهاي كوپر مي‌توانند از عايق عبور نمايند. مقدار جريان الكتريكي ايجاد شده به ولتاژ اتصال و ميدان مغناطيسي وابسته است. ارائه تئوري مزبور براي جوزفسون و دو دانشمند ديگر يعني لئو ايزاكي و ايوار گياور كه فعاليتهاي مشابهي در بررسي پديده تونل زني داشتند جايزه نوبل 1973 را به ارمغان آورد.
