一种新型双极永磁磁体的设计与应用研究

从爆炸磁流体发电机要求的特定磁场形式出发,分析了Halbach磁体阵列结构产生磁场的特点,比较其与常规磁体结构磁场分布的不同,提出一种新型双极永磁磁体结构,计算表明,在75×35×27 mm3发电工作空间内气隙中心磁场达到1.22T,磁场均匀度达到97.8%.设计表明永久磁体可以应用于爆炸磁流体发电机中.     

核磁共振成像用永磁体不均匀场的调整

核磁共振成像,要求磁体有尽可能高的均匀磁场.本文介绍使用匀场线圈,调整永磁体磁场均匀度的原理和方法.文中给出调试时,使用计算机程序的框图,并用一次调试实例,说明测试磁场的方法,问题的关键和改进意见.     

关于超导二极磁体的思考

在第三代同步辐射加速器中，使电子束发生大角度偏转的超导二极磁体是重要部件，它的磁场的均匀度以百分这一计，俄国人福柏莱设计的“变型鞍形磁体”结构独特，受到一些国家的瞩目。本文试着对这种磁体进行了分析并探讨是否还有其他的实现途径。     

核磁共振成像超导主磁体设计及分析

本文论述了不同结构的核磁共振成像超导主磁体设计的原理与计算机算法。编出的设计程序考虑了超导体的超导特性、磁场均匀性要求、磁体的经济性以及磁体结构选择等各方面的因素。用此程序对一系列具有不同磁体结构、不同中心场强、不同孔径要求的MRI超导主磁体进行设计计算及分析,获得了一些对实际设计MRI超导主磁体有参考价值的数据。此外,该程序还适用于其它具有圆柱对称性的高均匀度超导磁体的设计计算。     

一种新型Inside-Out核磁共振传感器——三圆柱磁体阵列

介绍了一种新型的inside-out核磁共振传感器。该传感器磁体结构由三个沿轴向磁化的圆柱形永磁体同轴排列而成,结构紧凑。通过调节三个磁体之间的距离,可以在磁体结构外侧建立起径向对称的均匀静态磁场或有恒定梯度的静态磁场B_0,其方向平行于传感器轴向。为了满足射频磁场B_1垂直于静态磁场B_0的要求,射频线圈采用马鞍形结构。传感器直径为2.8cm,长度为6cm,重为200g。该传感器磁体结构简单,且灵敏区域相对其本身尺寸较大。     

一种永磁磁体外部特殊磁场区域的构建问题

单边开放式永磁型磁共振磁体结构的研究是一个全新的电工课题.本文基于鞍点理论,探索永磁磁体外部一侧构建均匀磁场区域的可行性问题,并根据可行性要求,通过对单边电流线圈结构的分析,给出一种单边永磁磁体结构方案,并应用一种数值法与半解析法相结合的混合算法分析这种特殊磁体结构的磁场.数值仿真结果表明,本文提出的永磁磁体结构能够较好地在磁体外部构建符合成像要求的薄片形磁场区域.鞍点理论在单边开放式MRI磁体结构设计中的成功应用,为单边永磁MRI磁体结构的分析提供了可靠的理论依据,而磁体外部特殊磁场区域的成功构建,为介入式磁共振系统的研究准备了条件.     

磁致冷永磁高强磁场的仿真及其优化

室温磁致冷是一种绿色环保技术,有着巨大的发展潜力,而磁致冷机的工作效率主要取决于磁场大小和均匀度,因此磁路设计就显得尤为重要。本文首先介绍了磁路设计的磁路定理和有限元模拟方法,然后用有限元软件Ansys的APDL参数化编程技术对磁制冷样机中的磁体进行了模拟仿真,并对磁体的结构进行了优化设计。结果表明制造加工的磁体重量下降了一半,大大节约了制造成本。在制造过程中产生的应力和磁极表面的平整度对磁场的分布和大小都会产生较大影响。     

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     

中华人民共和国国家军用标准──永磁体表面磁场均匀性测试方法

1范围1．1主题内容本标准规定了永磁体表面磁场均匀性的测试方法。1．2适用范围本标准适用于表面几何形状简单的各类永磁体。2引用文件本章无条文。3定义3．1永磁体表面磁场不均匀度Surfacemagneticfieldnon-homogeneityforpermanentmagnets永磁体磁化后，其表面（一般指极面）除去边缘和突起部位外，磁场分布的不均匀度以（1）表示：式中:ρ－磁场分布的不均匀度，％；Hmax－磁体表面磁场强度的最大值，A／m；Hmin－磁体表面磁场强度的最小值，A／m；H－磁体表面磁场强度的平均值，A／m。磁体表面磁场的平均值H按（2）计算。式中：Hi一…     

一种新型的旋转磁制冷机用永磁磁体系统及其磁场和涡流分析

为了克服现有的Halbach中空圆柱形磁场源为基础的"C"型结构的旋转磁制冷机永磁磁体系统,其旋转部分未被封闭在磁体之内和磁化场在转轮上产生单边磁拉力等缺点,提出一种用于旋转磁制冷机的高场强永磁磁体系统。该系统定子包括中空柱形永磁磁体和导磁极靴,转子包括转轴、导磁铁心和磁工质。本文采用有限元法分析和计算这种新型的永磁磁体系统所产生的磁化场的分布、磁工质中的涡流分布和涡流损耗,以及转子受到的电磁转矩。     

一种新型高压真空灭弧室触头及其特性

高压真空开关的核心部件之一是真空灭弧室,由于其触头开距较大,因此多采用纵向磁场触头,希望触头间隙有较强且较均匀的纵向磁场,这样可降低电弧电流密度,降低电弧能量,从而提高开断性能。该文提出了一种适合应用于高电压等级真空灭弧室的新型纵向磁场触头结构,该触头结构结构简单,便于加工,而且结构强度更好。利用有限元方法对这种新型的真空灭弧室磁向磁场触头间隙的磁场分布特性进行了计算与分析, 结果表明其磁场特性优于现有传统纵磁触头结构。利用这种新型触头结构制做了真空灭弧室样机,在单频LC振荡回路上进行了性能测试,结果表明在触头开距为40和60 mm时其同样具有良好的开断短路电流的性能。     

3.0T颅脑磁共振主磁体线圈优化设计

为了实现3.0T颅脑磁共振(MRI)的研发突破,对颅脑MRI进行了分析.根据分析结果对主磁体线圈进行了优化,并建立数学模型,进行优化计算.根据计算结果搭建物理模型,进行电磁仿真分析.结果表明,磁场均匀度符合设计要求.因此,提出的主磁体线圈优化设计在结构减小的情况下,具有较高的磁场均匀度.     

磁体外部片状均匀磁场区的构建

在磁体外部构建片状均匀磁场区域，是磁体设计所面临的一个全新问题。文中提出了一种混合逆数值算法，以探索这种设计的可行性。混合逆数值算法是一种两步算法，包含直接矩阵反演求逆和二次规划两个步骤。文中对该数值算法进行了详细的描述，并用它成功地找到一种多磁块组合的单边永磁磁体结构。经通用有限元计算软件仿真和对磁体模型的测量表明，这种磁体结构能够较好地在磁体外部一侧构建片状均匀磁场区。用单边永磁磁体在磁体外部构建片状均匀磁场区的实现，为开展单边均匀场常规磁共振成像系统研制等科学研究打下了坚实的基础。     

有源屏蔽的超导核磁共振成象磁体的设计

本文提出了一种具有有源屏蔽的核磁共振成象(MRI)超导磁体的设计方法。主线圈和屏蔽线圈几何参数的配合应使磁场中的所有12次以下谐波完全消除,以满足MRI装置对磁场均匀度的要求。屏蔽线圈和主线圈的磁矩正好相互抵消,使离磁体较远处的杂散磁场基本消除,以满足对杂散磁场进行屏蔽的要求。屏蔽线圈径向和轴向尺寸的确定综合考虑了屏蔽效果、超导线用量、屏蔽线圈和主线圈间电磁作用力以及低温容器结构尺寸的影响。文章给出了一个设计实例。     

不同空间磁场分布对PEMFC工作性能的影响

通过在质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极侧分别垂直加载不同均匀度(南北极交替面、同一北极面)的同心圆磁场和不同梯度降的矩形单磁体与复合磁体,以此考察不同均匀度与不同磁场梯度降的磁场对PEMFC工作性能的影响。结果发现,在PEMFC阳极侧加载不同均匀度的磁场,都能不同程度地提高PEMFC的工作性能。当阳极侧垂直加载南北极交替的同心圆磁场时,PEMFC输出功率密度最好,达到69.71 mW/cm~2,功率密度提升百分比为7.9%,同一北极面磁场下的电池性能次之;当PEMFC置于不同梯度降(单磁体、复合磁体)磁场下时,其置于磁场梯度降大的复合磁体下的PEMFC输出功率密度较大,可以达到69.5 mW/cm~2,功率密度提升百分比为7.5%。     

矩形平面直流磁控溅射装置端部磁场分析

矩形平面直流磁控溅射装置在运行过程中,由于端部区域磁场弱于直道区域磁场,在靶表面对角线位置上容易出现反常刻蚀.通过对这种现象进行分析,该文对反常刻蚀的发生机理提出了新的观点,认为反常刻蚀的发生是由于电子由弱磁场区域向强磁场区域漂移的过程中,电子距靶表面的距离不能够随磁场变化而迅速改变,存在较长的过渡状态.进一步发现在磁体弯道区域沿圆周方向磁场分量的存在是导致弯道区域刻蚀跑道压缩以及跑道内侧刻蚀较快的重要因素.该文研究了不同的磁体初始设计结构对磁场的影响,通过对现有磁体磁场的三维计算分析,提出了磁场的改进原则,并对具体的磁场改进措施进行了研究.通过对现有不同磁场校正方法的比较,提出了一种应用铁块和永磁块对装置端部区域磁场进行校正的新方法.通过对改进后装置的磁场分布进行计算,该文提出的改进措施可以把沿跑道磁场的均匀度控制在5%左右,并且可以削弱沿圆周方向的磁场分量.     

具有双螺旋通道的新型三相交流磁流体推进器

本文首先提出了一种具有双螺旋通道的新型三相交流磁流体推进器,介绍了其圆筒形磁体外部磁场的屏蔽方式:强磁屏蔽和抗磁屏蔽。分析了在不同的屏蔽方式下磁体外部磁场的分布。最后导出在外螺旋通道产生的电磁力与各参量的关系。     

稀土磁体取向压制成型永久磁路的结构与特点

取向成型是烧结和粘结磁体的一道重要工序,对最终磁体的性能有直接影响。针对常规电磁铁取向成型磁路的不足和缺陷,开发了取向成型永久磁路的新方法,该方法利用永久磁路提供取向磁场和退磁磁场,可用于辐射取向、平行取向和垂直取向稀土磁体产品的压制成型,实现稀土永磁体的直接压制成型。具有结构简单、降低成本、节能、压制周期短、有利于自动化生产等一系列优点。     

磁导航外科手术用改进型四极磁体优化设计

磁导航外科手术系统是一种利用外界磁场引到药物或其他治疗手段在患者脑部完成复杂外科手术的一种全新的治疗手段.根据该系统对磁体的特殊要求,本文提出了一种改进型四极磁体结构,将采用球坐标系下目标场法推导出的电流密度分布重新进行了工程近似和优化,建造完成了工程上易于实现的具有恒定电流密度分布的球形四极磁体模型.与先前磁外科手术系统采用的普通螺线管磁体相比,该结构的磁体具有较大的磁场梯度和较好的梯度均匀性,同时还有较小的电感.在实验室已经用铜导线完成了上述改进型四极磁体的建造和相关的测试工作.     

Halbach永磁伺服电机结构研究及优化设计

在分析Halbach电机结构及磁场特性的基础上,对三种Halbach结构永磁伺服电机性能进行了对比研究,并对极间隔断Halbach永磁伺服电机在气隙长度、磁体厚度、磁体块数、磁极配比对径向气隙磁场的影响进行研究,以找出结构尺寸对电机性能影响的一般规律。提出了两种新型Halbach电机改进结构,并对性能进行了仿真研究,最后确定了优化的Halbach电机结构。