场强可调的永磁型90°聚焦分析磁体的研制

本文主要研究加速器中采用的一种永磁型 90°聚焦分析磁体的设计、计算和调试问题。针对该磁体特殊的要求 ,采用了一种有效的调节磁场强度的方法。同时利用二维和三维非线性有限元程序对该磁体的磁场分布进行分析和计算。经调试后磁体各项指标完全满足要求。     

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.     

磁光Bragg器件的不均匀偏置磁场分析

讨论了缓变不均匀偏磁场对静磁波振幅,进而对磁光Ｂｒａｇｇ器件衍射效率的影响,给出了设计适当不均匀场的理论依据。分析表明,适当的不均匀场可以明显提高静磁波振幅,提高的幅度与该点场强以及激发静磁波处理的场强有关,与不均匀静磁场在其它点的具体分布无关。该结论对适当设计磁光Ｂｒａｇｇ器件的偏置磁场,提高其衍射性能等方面有指导作用。     

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.     

磁致伸缩换能器磁路结构对驱动磁场均匀性的影响

磁致伸缩换能器驱动磁场是否均匀对其工作性能有显著影响。本文采用ANSYS程序分析了不同磁路结构对螺线管驱动磁场均匀性的影响,从而确定了提高磁场均匀性的方法和措施,为磁致伸缩换能器的磁路设计提供参考。     

考虑磁桥不均匀饱和的内置式永磁同步电机等效磁网络模型

为了提高计算精度,提出了一种可考虑磁桥不均匀饱和的内置式永磁同步电机（IPMSM）改进等效磁网络（EMN）模型。在分析不均匀饱和现象产生机理的基础上,将极间磁桥划分为四个子区域,根据每个子区域的几何结构及其磁力线走向搭建相应的多段非线性磁导单元,以考虑磁桥不均匀饱和及饱和偏移现象。以一台20kW车用IPMSM为例,利用所提出的模型对电机的空载、负载磁场及空载反电动势进行计算,并将计算结果与传统EMN模型、有限元分析及实验结果进行对比。结果表明,相比于传统EMN模型,所提出的改进EMN模型对气隙磁通密度和空载反电动势的计算精度可提高4%以上。最后,分析所提出模型的适用性,结果表明,当磁桥内磁通密度最大值与最小值的比大于约1.3时,磁桥不均匀饱和现象严重,需通过所提出的改进EMN模型来准确计算电机的电磁特性。     

磁场热处理对Sm_2Co_(17)磁体磁性能及微结构的影响

2:17型SmCo永磁体由于其优异的高温特性,而作为高温磁体广泛应用于航空航天、能源、医疗等高科技领域,而新技术的发展对于2:17型SmCo永磁体的磁性能提出了更高的要求,磁场热处理是一种改善磁体磁性能的有效方法。研究了磁场热处理温度及时间对2:17型SmCo永磁体磁性能和微结构的影响,并考察了相应的磁畴和微观结构。实验结果表明,当磁场热处理的温度为400℃、热处理时间为1 h时,并在磁场中冷却,磁体的综合性能最好,剩磁Br为10.99 kG,提高了5.17%,矫顽力Hcj为1545.04 kA/m,提高了16.93%,最大磁能积(BH)max为223.84 kJ/m~3,提高了10.19%,并且磁畴尺寸细化变窄,矫顽力有显著提高。     

离散Halbach磁体电机开路磁场分布的计算方法

通过对90°-Halbach磁体的分析,得到其分析模型和磁场计算表达式.该模型和公式是建立在极坐标基础上的,首先对永磁体的磁化强度作Fourier级数分解,再列出标量磁位磁场基本方程,最后利用边界条件将两者结合,求出磁场分布.文中对公式结果进行了分析并同有限元的计算结果作对比.虽然在公式推导过程中是以内转子、90°-Halbach电机为例,但是该方法却适用于各种角度、各种形式的Halbach电机,具有普遍意义.     

悬臂梁式PVDF压电风能发电装置的优化设计

为了能够提高单一PVDF压电悬臂梁发电装置的输出特性,提出了改变其悬臂梁刚度的设计。建立了悬臂梁式PVDF压电风能发电装置参数化有限元模型,以风能发电装置输出电压最大化为目标,分别利用序列二次规划算法和自适应模拟退火算法进行了优化设计。基于优化设计的结果,制作了压电风能发电装置样机,并进行了实验,结果表明,当风速在4~14 m/s范围内,优化后的输出电压值均高于优化前以及单一PVDF结构,同时优化后的最大输出功率为优化前最大输出功率的4倍。     

极槽数相近的永磁同步电动机漏磁因数分析与计算

永磁同步电动机的漏磁因数对电动机中永磁材料的利用率、抗去磁能力和电动机的性能有较大的影响.对于永磁电动机不仅存在传统意义上的极间漏磁和端部漏磁,还包括齿顶漏磁,因此准确计算极槽数相近的电动机的漏磁因数非常重要.利用Ansoft软件对极槽数相近的电动机的磁场进行模拟,研究了齿顶漏磁的分布情况,总结出漏磁因数的计算方法.计算数值与试验值比较吻合.     

渐变磁化多体环状永磁结构电机磁场分析

将渐变磁化多体环状永磁系统的新型结构应用于电机，可大幅度减小严重的漏磁场，消除气隙磁场中的高次谐波，使波形得以改善。文中提出了“内封闭型”及“外封闭型”等结构，并依据“均匀磁化”原理和“镜象”原理，利用谐波分析法探讨新结构电机工作磁场的计算方法，得出了解析表达式，对各种结构类型的永磁电机设计及磁场形态分析具有一定的作用。     

用边界元法计算永磁体磁场

本文提出用间接边界元法计算任意界面的永久磁铁产生的空间磁场,推导出其磁场计算公式,实际计算了稀土永久磁铁的磁场分布,产与实测值进行了比较。实际计算结果表明这 一种简单而实用的方法。     

钕铁硼永磁无刷直流电动机的磁场分析

永磁无刷直流电动机磁场分布的定量确定对电机性能的预测极为重要。文中通过电磁场理论分析精确预测电机各部分磁场分布和气隙磁通密度波形，并研究了磁体化方向，极对数，极弧系数和气隙长度对磁场和气隙磁通密度分布的影响，进行了有限元分析结果与实测值的比较，计算和试验值较吻合     

双稳态磁路永磁操动机构控制方案的选择

先将永磁转化为普通电磁铁的形式 ,推导出永磁磁路的表达方程式 ,绘出永磁的等值磁路图 ,再推导出控制线圈磁势与永磁磁势关系的方程式 ,然后阐述各种控制方案的优劣 ,并为双稳态永磁机构提出一套计算方法。     

用矢量磁位计算三维磁场问题的有限元程序自动生成的研究

本文运用最新发展起来的有限元语言和有限元程序自动生成技术生成了解三维磁场问题所需要的ＦＯＲＴＲＡＮ有限元程序系统,在此矢量磁位被用来作为磁场的描述函数。     

带辅助极永磁起动机设计计算的新方法

带辅助极永磁起动机（ＰＭＳＭＡＰ）电磁关系复杂,目前还滑有准确,实用的分析计算方法,且难以得到最佳的主极,辅助极极弧系数配合,防碍其推广应用。文章首先从计算机辅助设计的角度出发,提出ＰＭＳＭＡＰ分析计算的新方法－磁阻网络法,然后从电磁场逆问题的角度,提出采用全局优化算法－ＴＡＢＵ算法对磁极进行优化,最后用试验结果对计算方法进行考核,证明了所提出方法的正确性和有效性。     

单永磁极化磁系统的永磁工作点图解法统一模型与分析

极化磁系统具有一系列优点，应用广泛。极化磁系统永磁工作点的求解是极化磁系统研究的基本内容之一，它可为极化磁系统的进一步分析与计算提供条件：而图解法(现只能用于单永磁极化磁系统)具有物理概念清晰、简明直观等特点，且很有利于深入理解极化磁系统的本质原理。首先研究了包括差动式和桥式在内的单永磁极化磁系统永磁工作点图解法的统一模型问题，即在引入工作气隙对数因子、列出磁路统一方程、进而建立永磁负载线统一数学模型后，给出了求解永磁工作点的统一作图法；最后应用该方法，分析并阐释了极化磁系统的动态工作过程。     

强磁场永磁机构组装过程的动态有限元分析

提出一种外磁场按任意规律变化时,永磁材料特性的数值模拟方法。该方法将Preisach磁滞模型和有限元法相结合,完成对强磁场永磁机构装配过程的动态磁场分析。所提出的方法将永磁材料包括局部回线在内的磁滞特性包含到数学模型中,在合理的假设下,考虑了计及磁滞效应的"旋转磁化"。该方法只需要利用永磁材料的极限磁滞回线即可完成分析计算,避免了采用大量实验统计方法确定传统Preisach磁滞模型的分布函数。通过与传统简化计算方法(电流片等效法)和实验结果的比较,证明了所提方法的有效性。     

永磁无刷直流电机负载磁场及其电磁转矩的计算

该文在考虑齿槽影响的前提下，建立了永磁无刷电机电枢反应磁场的解析计算模型，求出永磁电机相绕组的自感和互感。在对水磁无刷直流电机空载气隙磁场和空载相绕组反电动势求解的基础上，结合永磁无刷直流电机主电路的拓扑结构，构造出电机绕组的场路耦合模型，由此计算出电机相绕组电流变化波形。在考虑齿槽影响情况下，计算出永磁电机在任意时刻的电枢反应磁场和负载气隙磁场，进而计算出永磁无刷直流电机产生的瞬时电磁转矩，以便定量分析永磁无刷电机的电磁转短被动和绕组换相引起的转矩被动，为分析永磁无刷直流电机的工作特性和振动噪声提供了可靠的依据。     

干式空心电抗器磁场和电感的计算分析

基于场-路耦合计算模型,采用有限元软件对干式空心电抗器的磁场和电感进行了计算和分析。以一种空心电抗器为例,给出了磁场分布图以及各个包封的电流和电流密度值。将电流、电感和损耗的计算值与实测值进行比较,表明场-路耦合计算方法具有较高的准确度,可满足空心电抗器的工程设计要求。