行波管周期永磁聚焦系统结构优化设计

利用Ansoft Maxwell 3D软件,对行波管周期永磁聚焦系统进行了结构优化设计,并研究了磁环尺寸对其轴向磁场分布的影响.在永磁材料性能、周期永磁聚焦系统内外径和周期保持不变的情况下,研究了周期永磁聚焦系统的结构尺寸对轴向峰值磁通密度的影响,确定磁环与极靴的最佳尺寸配合,使系统提供尽可能高的聚焦磁场.文章还总结了行波管周期永磁聚焦系统的设计原则和步骤.     

周期永磁聚焦系统永磁环横向场降低方法

行波管周期永磁聚焦系统永磁环的横向场主要是由磁取向偏角引起的.为了减小磁取向偏角从而降低横向磁场,结合永磁聚焦系统的磁路结构及磁场分布,从成型工艺、加工工艺等方面探索了减小磁取向偏角的方法和措施,包括优化成型模具结构从而改善模腔取向场分布和磁环加工工艺.结果表明,这些措施在减小磁取向偏角从而抑制横向场方面具有较好效果,制备出横向场与轴向峰值场之比小于3％的低横向场磁环,较好地满足了应用要求.     

关于提高周期性永磁聚焦系统磁钢稳定性的方法

在中继通信,卫星通讯以及电子对抗设备中广泛使用不同功率行波管作为微波信号放大,提高它的可靠性和稳定性对于国防、通讯都有很大意义。自从铁氧体、铝镍钴、稀土钴磁性材料相继出现后,差不多中小功率行波管均用周期性永磁聚焦系统代替线包聚焦,不仅重量轻、体积小并节省电力消耗,特别适用于空间、飞行体中使用。图1为周期性永磁聚焦结构,电子束在行波管壳中慢波线中通过,按一定的周期脉动。目前     

太赫兹行波管永磁聚焦系统仿真分析与设计

利用Ansoft Maxwell 2D软件建立太赫兹行波管永磁聚焦系统仿真模型，对模型结构尺寸进行参数化分析，研究永磁聚焦系统结构尺寸对聚焦系统轴向磁场分布、均匀区磁通密度(B)、磁场不均匀性(Δ)、磁场0点到均匀区距离(S)、均匀区长度(H)和系统重量(m)等多个指标的影响。在此基础上优化设计出了新的永磁聚焦系统，确定了永磁聚焦系统结构最佳尺寸。对应聚焦系统中心轴线上轴向磁场S=16 mm,H=30 mm,B=0.94 T，Δ=1.7%,m=10 kg。     

行波管用稀土磁环轴向场调制方法

讨论了行波管周期永磁聚焦系统用稀土磁环轴向峰值场调制方法,即磁环不饱和充磁法和饱和充磁后加反向脉冲场法,并从磁环温度稳定性和磁性能参数两个方面比较了这两种方法的优缺点.结果表明磁环饱和充磁后施加反向脉冲场可消除不可逆损失.采用此方法调制的磁环轴向峰值场,磁环温度稳定性好.     

核磁共振成像永磁磁体

磁体系统是核磁共振成像装置主要部件之一。它要求在一个大范围空间内产生高度均匀的磁场,磁场强度在0.1～2.0特(1特=10000高斯),磁场均匀度要求10~(-4)～10~(-6)。实现这样的磁场可以有三条途径:(1)常规电磁磁体;(2)超导电磁体;(3)永磁磁体。前两种磁体系统已在核磁共振成像装置中获得广泛应用,后一磁体系统原先只在一些小型核磁共振波谱仪中应中,最近才开始在核磁共振成像装置中采用。未能广泛采用的原因可能是:(1)永磁大型磁体系统成本较高;(2)永磁磁体系统较重;(3)技术上有一定难度。但是,永磁磁体系统有它一定的特点,即它没有昂贵和复杂的附加设备,如高稳定度大功率励磁电源。因而它的操作维护比较简便,深受使用者欢迎。虽然永磁磁体的一次投资较大,但比常规电磁体节约能源,节省     

稀土永磁发展和在电机中的应用

一、前言永磁材料是电工行业发展的重要材料之一。对此材料要求:(1)剩磁密度(B_r)高;(2)矫顽磁力(H_c)大;(3)居里温度(T_c)高;(4)长时间使用磁铁性能不变。当前稀土钐钴永磁和钕铁系 Nd-Fe-B     

永磁直流电动机的磁场分布公式和特性公式<2>

本文第一部分(见本刊1980年第4期)为:(一)永磁直流电机气隙磁场分布的实验公式;(二)永磁直流电机的感应电势;(三)永磁直流电动机的直流力矩。     

低共模干扰的双三相永磁同步电机SVPWM控制

提出一种空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法以降低双三相永磁同步电机系统的共模干扰。首先分析了电机驱动系统中共模电压产生的原因,然后利用双三相永磁同步电机电压矢量冗余的特点,在每一扇区内选择低共模电压幅值和变化频率的电压矢量组合,从而降低系统的共模干扰。理论分析和实验结果表明,采用该双三相永磁同步电机低共模干扰SVPWM控制方法,共模电压的幅值降低为直流母线电压的1/6,一个周期内共模电压的变化次数降低为2次,从而降低了系统的共模电流,并且当电机运行于中高速情况下,定子电流谐波并没有明显的增加。     

《交流伺服控制系统》系列讲座(二) 第2讲 永磁同步伺服电动机设计相关问题

<正>(接上期)引言广义的永磁同步电动机分为方波电流驱动的无刷直流电动机(BLDCM)和正弦波驱动的永磁同步电动机(PMSM),本讲主要偏重于后者。相对于传统的直流伺服电动机,永磁同步伺服电动机具有无机械换向器、能量密度高、无需太多维护等优点,正越来越多的替代传统的直流伺服电机。而伺服用永磁同步电动机的基本要求如下:(1)高功率密度。要求电机具有高气隙磁     

基于永磁体和螺线圈的径向电子束聚焦系统设计

对一种强流径向电子束浸没式磁聚焦系统进行了研究和设计。首先介绍了浸没式聚焦径向电子束原理和聚焦系统结构,接着仿真研究了在不同磁场分布下浸没式聚焦400 k V/30 k A径向电子束稳定传输的束轨迹,并根据电子束波动情况优化了径向磁场分布,然后设计了基于永磁体和螺线圈混合结构的径向电子束聚焦系统,最后分析了螺线圈绕制方式对聚焦系统的供电系统的影响。结果表明,径向电子束在设计的聚焦系统磁场下能以小波动稳定传输,并且与单线绕制螺线圈相比,双线绕制螺线圈回路脉冲电流前沿更短,脉冲电流宽度更窄,所需电容更小,更有利于径向电子束聚焦系统的小型化。     

基于马鞍形磁场的永磁直线电机位置解算方法

针对直线电机转子位置检测低成本和较高精度的要求,提出了一种基于马鞍形磁场来获得位置信息的方法及实现过程。分析了永磁体表面的磁场分布特征,指出了利用马鞍形磁场分布曲线来解算位置信息的优点,提出了根据马鞍形磁场推算位置信息的算法流程:先测得错开相位的2条马鞍形曲线数据,划分为4个象限后建立数据库;位置检测时,运用区间搜索算法寻得实际角度所在区间;再根据精度要求,采用合适的插值算法计算得到待解算的角度。仿真结果表明:基于马鞍形磁场的位置解算,能较好地得到直线电机转子的位置信息。     

三种充磁方式轴向磁齿轮的磁场和转矩特性比较

依据永磁体充磁方向和排列方式的不同,轴向磁齿轮可分为轴向充磁磁齿轮、聚磁式轴向磁齿轮和Halbach式轴向磁齿轮。采用3D有限元法对三种轴向磁齿轮的磁场、转矩特性和轴向力进行了比较。基于气隙磁场的谐波分析,利用公式计算出各次谐波磁场产生的转矩和轴向力,得出各次谐波磁场对转矩传递和轴向力的作用。比较表明,聚磁式轴向磁齿轮的转矩能力和永磁体利用率最大,比轴向充磁磁齿轮提高了17.5%和32.6%,比Halbach式轴向磁齿轮提高了2%和15.1%。Halbach式轴向磁齿轮的气隙中引起转矩波动的磁场谐波的幅值最小,转矩波动也最小。轴向充磁磁齿轮低速转子的轴向力最小,比聚磁式轴向磁齿轮小38.3%,比Halbach式轴向磁齿轮小32.7%。     

基于重复控制的抑制电机周期性负载扰动的方法

在永磁同步电机驱动的单转子压缩机变频空调系统中,脉动呈周期性的负载转矩使得永磁同步电机的转速也产生同周期的脉动,这在低速时尤为明显.针对压缩机低速抖动的问题,在不改变原来的控制系统的基础上,采用了插入式重复控制器来抑制系统的周期性扰动,提高压缩机的低速性能;并给出了各个参数的选取条件.在理论上分析了重复控制器抑制周期性扰动的可行性并通过仿真和实验验证.     

基于PLC运动控制的平面磁场图景绘制仪

磁场图景的测绘一直以来使用手工播撒磁粉或稀疏磁针阵列来获取磁场图景,效率较低,重复性差。随着对继电器、接触器等电磁机构,以及永磁体研究的深入,需要得到不同形状的平面磁场图景,并可以反复进行实验研究;本文基于PLC运动控制,设计了平面磁场图景绘制仪机械运动结构及其电控系统,制作了专用的磁粉播撒装置,编写了伺服电机运动控制程序,编制了上位机软件,实现了对系统的控制、监控及数据的采集,该系统能够在指定区域均匀而快速的自动播撒磁粉,并可实现重复操作;实测采集某牌号永磁单体的磁场图景清晰准确,与设计预期相符。     

一种抑制永磁同步电机转速脉动的方法

在永磁同步电机驱动的单转子压缩机变频空调系统中,脉动并呈周期性的负载转矩使得永磁同步电机的转速也产生同周期的脉动.在低速运行时,速度脉动引起的整个系统框架的振动、高噪声等现象尤其明显,同时降低了系统的效率.本文在分析这类周期性扰动对系统速率稳定度的影响的基础上,基于重复控制原理的动态补偿方法提出了在永磁同步电机速度控制环上采用一种重复控制和PI控制相结合的控制方案,以抑制周期性扰动引起的转速脉动.该方案在稳态时采用重复控制加PI控制以获得较好的稳态性能,在非周期扰动时采用PI控制以获得良好的动态响应.仿真和实验结果证明了该控制方案的可行性、正确性并具有很强的工程实用意义.     

胶囊内窥镜新型外磁场驱动系统模型与仿真

为了克服传统推进式和被动式内窥镜在医用检查时存在的不足,提出了一种由三个同轴圆线圈和两对平行鞍线圈组成的胶囊内窥镜新型外磁场驱动模型。胶囊内窥镜内部嵌入NdFeB永磁体,通过控制外部线圈的电流来驱动永磁体,带动内窥镜在体内运动。在实验过程中,运用ANSOFT电磁场仿真软件分别对三个同轴圆线圈和鞍线圈的磁场分布进行了分析,结果表明,该模块能够产生三维匀强磁场,符合驱动无线胶囊内窥镜在体内运动的要求,并且结构简单紧凑,可控性高,有利于提高检测效率。     

两种结构的光盘驱动器音圈电机性能分析

介绍了两种光盘驱动器聚焦音圈电机(VCM)的基本结构,探讨了永磁体的性能对电机结构设计的影响,并利用有限元法(FEM)对电机磁场进行了分析比较。     

基于瞬变电磁法的传感器设计及仿真研究

针对瞬变电磁检测技术探头开展研究。首先介绍了瞬变电磁技术原理,分析目前几种聚焦探头的优缺点,然后根据设计要求提出一种新型瞬变电磁聚焦探头结构,解决瞬变电磁探头不聚焦,能量小及设备笨重等缺点,最后通过有限元仿真验证新型聚焦探头的聚焦效果,并与传统线圈仿真结果进行对比。结果表明,新型聚焦探头使磁场的主要能量聚焦在半径小于0.3 m,比传统线圈磁场分布缩小了40%,磁感应强度B=1.499 8×10-5,比传统线圈感应强度提高了19.3%,且聚焦探头比传统线圈的磁感应强度分布梯度较大。为瞬变电磁技术探头优化设计及精确测量金属管道腐蚀量提供了有效的参考价值,也为该技术在压力管道和热力管道的扩展应用提供了依据。     

永磁体参数对双定子球形电机磁场影响的研究

永磁球形电动机采用不同的永磁体结构参数,对电机的电磁场会产生一定的影响。论文提出一种新型双定子永磁球形电动机,建立不同的永磁体参数的电机模型,对比分析不同参数的永磁体结构对电机电磁场的影响。利用三维有限元法分别对电机内外磁场进行建模分析,得到了气隙磁通密度径向分量分布数据。同时,针对永磁体的结构参数进行了静磁场磁通密度和磁场分布计算,建立了球坐标系下永磁体磁场有限元求解模型,进行对比分析。理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,文中对转子永磁体的磁通密度进行了测试,与仿真计算结果一致。