自由弛豫信号截取时长对NMOR铷原子磁力仪性能的影响

基于非线性磁光旋转(nonlinear magneto-optical rotation, NMOR)效应的铷原子磁力仪通过特定时长的自由弛豫正弦振荡信号可获得拉莫尔进动频率和外磁场值,因此自由弛豫信号的截取时长能够影响原子磁力仪的性能指标。重点研究了在500 nT背景磁场条件下自由弛豫信号截取时长对原子磁力仪灵敏度和磁场测量值的影响。测量结果表明,用噪声功率谱方法标定的灵敏度指标随着自由信号截取时长的增加逐渐减小并趋于稳定,约0.2 pT/Hz^1/2;交变磁场实验表明该磁力仪所得的磁场值是特定截取时长内磁场波动的平均。因此本文NMOR原子磁力仪所得的高灵敏度指标一定程度上是通过数学方法平均了自由弛豫信号截取时长内的磁场值波动。该方法对其他原子磁力仪或实验装置灵敏度的标定和磁场测量值的分析具有一定的借鉴意义。     

一种矩阵变换器的低调制比策略及实现

针对矩阵变换器空间矢量调制策略在低调制比输出时引起的换流问题及输出波形的非线性畸变,提出了三零矢量调制的空间矢量调制方案,同时设计了一套基于DSP和FPGA的控制系统.通过实验验证了该控制策略的可行性和正确性,达到了改善在低调制比给定时输出电压波形的目的,提高了矩阵变换器的运行性能.     

氦光泵磁力仪信号检测控制回路的设计

为了解决氦光泵磁力仪传统检测控制方法跟踪速度慢,难以较快速率进行连续测量的问题,设计了检测控制回路采用同时应用基频和二倍频信号的方法,利用二倍频信号幅值变化的特点来完成加速积分作用,从而实现对外磁场变化的快速跟踪。该回路中还实现了一种输出频率范围宽,大于8～20 MHz;波段覆盖系数大,达到2.5,且具有较高瞬时稳定度的压控振荡器,可满足对整个地磁场范围的测磁要求。     

一种新颖的混合空间矢量控制方法

传统SVPWM控制方式存在死区时间，使系统输出电压能力降低，出现相位偏差、波形畸变等现象。针对传统SVPWM死区问题对电机运行、调速性能的影响，通过采用p导通型与2p/3导通型相结合的方式，提出一种新型SVPWM控制方法。利用12个有效电压空间矢量合成，输出等幅旋转电压空间矢量，从而有效避免或减弱死区效应的影响，无需要再设置死区时间，有效地避免了上、下桥臂的直通短路现象，提高被控电机的调速性能。理论分析和实验验证该方法的有效性。     

一种基于DSP改进型永磁同步电机矢量控制系统研究

根据永磁同步电机转子磁场定向矢量控制理论,在分析传统控制方法存在问题的基础上,提出了一种在d、q轴电压控制方程式中引入交叉耦合项的改进型矢量控制方法。该方法提高了d、q轴电压控制精度,使控制系统在较宽的速度范围满足较高的控制精度要求。利用所提出的控制方法,完成了基于DSP的永磁同步电机伺服控制器的设计,实现了对永磁同步电机的位置、速度和转矩控制。通过实验验证了该方法的正确性。     

一种无速度传感器矢量控制中电机相电流的滤波算法

在基于定子磁场的异步电机无速度传感器矢量控制系统中,核心问题在于定子磁链的准确估算。U-I模型中,定子电流的检测精度势必影响到电机反电动势的计算,最后影响磁链的大小和相位,导致磁场定向不准确,系统性能不好,工作不稳定。电机定子电流信号一般用电流霍尔检测,然后通过滤波器进行滤波得到。目前用得较多的是一阶和二阶有源滤波器进行滤波。针对以上2种滤波算法存在的问题,本文提出了另一种滤波器,即形态滤波器。     

一种基于定子磁场定向矢量控制的异步电机磁链观测模型

对比了常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,针对纯积分环节及一阶惯性环节模型的直流偏置和相移问题,以及低速下磁链电压模型观测结果受定子电阻变化影响较严重的问题,引入了电流模型对电压模型进行补偿,提出了一种基于截止频率及增益可变的串联低通滤波器的新型电压-电流磁通观测模型.仿真及实验结果表明,该模型在较宽的调速范围内具有较好的磁链估计效果及对定子电阻变化的鲁棒性.     

一种矢量控制调速系统的设计与实现

介绍一套基于矢量控制理论设计的全数字变频调速系统。系统用ＩＧＢＴ作为功率元件组成交一直－交电压型逆变主回路,以８０Ｃ１９６ＫＢ双ＣＰＵ为控制核心,保护功能齐全。文中给出了系统的硬件,软件结构,并详细介绍了其检测及保护电路。     

一种新的混合矢量磁滞模型磁滞算子定义方法

提出了一种新的磁滞算子定义方法,从能量角度定性分析了单畴单轴各向异性椭圆形磁性粒子的特性及其磁化方向的判定法则,借助于磁性粒子矢量场等势线分别给出了各向异性和各向同性材料的磁滞算子临界面方程,把磁滞算子定义为等势线包围的封闭区域,给出了磁滞算子的磁化方向判定方法。定义的磁滞算子满足第二热力学定律,具有能够描述磁滞现象的损耗特性和擦除特性,符合描述磁滞特性的Mandelung定则。     

一种基于转矩补偿的PMSM矢量控制系统设计

针对永磁同步电机（PMSM）负载转矩扰动,本文设计了一个基于电机模型的负载转矩观测器,将负载观测值实时补偿到电流环中,有效提高了系统的抗干扰性能。在此基础上,设计了带有转速微分负反馈的PMSM双闭环系统矢量控制方案,并利用Saber软件构建了系统仿真模型。文章最后给出了仿真结果。     

磁通集聚器放大磁场分布及矢量选择特性研究

主要针对T型磁通集聚器结构间隙内轴向放大磁场分布特性以及放大磁场矢量,选择性利用三维有限元静磁特性仿真分析及实验验证的方法进行了一系列的分析研究。结果表明,间隙内放大磁场分布均匀区与结构间隙区域具有相似的截面形状,该均匀区的大小与间隙截面积成正比并与间隙距离成反比。另外,通过仿真和实验验证了集聚器能够放大轴向环境磁场强度,缩小横向磁场强度,具有矢量选择特性。该结论为矢量磁传感器增大灵敏度提供了一定的应用基础。     

数字式标准磁场发生器的设计与实现

为了实现对磁场测量仪器进行计量检定,设计并实现一种高准确度的磁场发生器标准装置。该装置采用磁屏蔽技术,设计了坡莫合金材料制作的多层屏蔽结构,形成了标准磁环境;设计由数模转换器（DAC）、互导放大器、CPU、输出控制电路、直流基准电源、消磁电流源、显示器和键盘等外围设备组成的数字式磁场控制器,磁场控制器控制通过加勒特线圈的电流以达到输出标准磁场的目的。该装置将模拟量转换成数字量,产生的标准磁场具有高分辨率和高准确度的特点。     

采用Halbach磁场的新型被动磁轴承仿真

为了提高永磁磁轴承的轴向承载力和刚度,在对理想Halbach磁场进行分析的基础上,利用分段磁环构成的近似Halbach磁场设计了一个新型的轴向永磁磁轴承.通过有限元软件对这种磁轴承进行了建模仿真,计算了最大承载力以及刚度,并分析了磁环的厚度与高度比值对磁轴承刚度的影响.仿真结果表明,采用Halbach磁场的轴向磁轴承最大可以提供2×106N/m的刚度,高于相同永磁材料用量条件下传统轴向磁轴承的刚度.考虑到这种磁轴承的结构要比传统结构复杂,因此这种磁轴承更适合在对刚度要求高的场合应用.     

用于室温磁制冷机的高场强永磁磁路设计

把基于磁热效应的室温磁制冷技术应用到空调及家用冰箱上,除了开发出具有巨磁热效应的磁致冷材料(磁工质)外,高场强永磁磁路的设计与制造也是其关键。由于在空调及家用冰箱上采用结构复杂、价钱昂贵的超导磁体或电磁铁是不合适的,而传统永磁体回路的设计方法很难使永磁体产生较高的场强。本文在中空圆柱型磁场源(hollowcylindricalfluxsource)的基础上,设计出了用于室温磁制冷机(往复式和旋转式)的高场强永磁磁路,在磁路工作气隙为20mm时,工作气隙中心的场强分别为1 86T和1 97T。     

利用亥姆霍兹线圈测量地磁场强度及磁倾角

根据亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布的特点,能在其轴线中点附近产生较广的均匀磁场区,根据磁场的叠加原理,推导了地磁场的水平分量、垂直分量及地磁场强度、磁倾角的实验计算公式.采用了FD-HM-Ⅰ型亥姆霍兹线圈,利用高灵敏度毫特斯拉计,探测亥姆霍兹线圈公共轴线中点的磁感应强度.通过改变亥姆霍兹线圈中电流的正、反方向,测量了延安地区当地的地磁场强度及磁倾角.测量结果与延安地区当地的地磁场要素基本相符,说明该方法是确实可行的.该实验方案充分利用了实验室现有仪器,培养了学生的创新意识,因此在实验课教学中具有较高的推广价值.     

An experimental study of the flux control characteristics of a magnetic fluid controlled by a parallel or orthogonal magnetic field

This paper presents experimental results of the flux control characteristic and the inductance control characteristic of magnetic fluid which is controlled by the permanent magnets. Two kinds of magnetic field, parallel and orthogonal, are discussed comparatively. The position between the magnetic fluid and the permanent magnet determines the magnetic field. The results are useful when employing magnetic fluid as a sensor or a control element.     

An analysis of the field acceleration method and of vector control of induction motors

The two-axis theory and vector control based on this theory are well known. On the other hand, Yamamura has proposed the phase segregation method (spiral vector method) for the analysis of induction motors along with the field acceleration method (FAM). In this paper these analytical and control methods are compared. We begin by analyzing the equations for phase segegation, which contain information derived from the three-phase stator and rotor equations. We next demonstrate that the vector control system for constant rotor flux is obtained from the type T-I type field acceleration method when the transient term is zero. By By using the equivalent circuit for a T-I transient, we readily obtain the desired vector control system, because the circuit is identical to the steady-state circuit when the rotor flux is constant. An analytical solution of the transient response for the vector control system is obtained for arbitrary initial conditions. Finally, the stability of type T-II FAM is discussed, with special emphasis on the effect of changes in stator resistance, by computing the torque transfer function. When the stator resistance is correctly estimated, pole-zero cancellation occurs on the imaginary axis.     

轴向电磁轴承多自由度承载力理论与实验研究

为了实现磁悬浮轴承系统的微型化,对轴向电磁轴承的多自由度承载力进行理论与实验研究。基于轴向磁轴承气隙磁通空间分布,利用分割磁场法建立磁路模型,由虚位移法得到轴向和径向承载力的数学表达式。借助有限元仿真软件,得到轴向磁轴承气隙磁感应强度与磁场空间分布。在搭建的磁轴承三维力学测量平台上,实验测量了轴向磁轴承的轴向与径向承载力,分析总结了多自由度承载力随电流、轴向位移和径向位移的变化规律,结合理论与仿真结果,分析了结构参数变化导致气隙磁场分布变化,进而改变轴向与径向承载力的物理机理,为轴向磁轴承实现多自由度悬浮研究提供了参考依据。     

Halbach阵列同心式磁力齿轮磁场全局解析法分析

针对Halbach阵列同心式磁力齿轮这种内外转子非接触传递的传动装置,运用全局解析法对磁力齿轮内外两层气隙磁场进行分析计算.求解场域划分为内外转子永磁体、内外两层气隙和调磁定子的槽形区域,各子区域的拉普拉斯方程和泊松方程通过边界连续条件建立联系.得到内外两层气隙区域的矢量磁位磁通密度解析表达式,并用计算了内外转子电磁转矩,将气隙磁场波形和内外转子电磁转矩波形分别与二维有限元法计算波形作比较,结果吻合,证明了方法的正确性和有效性.