铁基非晶软磁合金

本发明属于功能材料中软磁合金的制备领域。特别适合制备铁钴硅硼类中高饱和磁感应强度、高矩形比、高磁导率等综合性能好的新型铁基非晶软磁合金材料。该材料的具体化学成分为(wt％)：Fe：81，86％：Co：7．12％：Si：1．3％；B：3-5％。本发明与现有技术相比较，具有成份设计简单、经济，材料综合磁性能和机械性能好，而且可加工性好。该材料同时还有使用范围广、使用成本低等特点。     

串级磁脉冲压缩器模拟分析的数学模型

本文研究串级磁脉冲压缩器模拟分析的数学模型。针对两级串级磁脉冲压缩系统,考虑到采用“小伏秒耐量、短阻断时间”的优化设计技术时各压缩级电路之间的相互影响以及磁开关磁芯内部的瞬态电磁过程,提出了磁开关的不饱和－饮和线性模型与非线性模型,从而相应地得到了磁脉冲压缩器较为简略的线性近似模型和较为精确的非线性的模拟分析数学模型。     

FeNiCrSiB非晶软磁合金薄带的巨磁阻抗效应

研究了ＦｅＮｉＳｒＳｉＢ非晶软磁合金薄带的磁性和巨磁阻抗效应。磁阻抗比ΔＺ／Ｚｓ不仅与样品的磁特性有关,而且与交变电流频率ｆ和外加直流磁场Ｈ有密切的关。对退火温度为３５０℃,退火时间为９０ｍｉｎ的样品,在交变电流频率为２ＭＨｚ下,磁阻抗比ΔＺ／Ｚｓ＝（Ｚ０－Ｚｓ）／Ｚｓ最高可达５３．７％。     

磁脉冲压缩系统实验研究

介绍了一种没有附加磁心复位电路的磁脉冲压缩网络,并设计研制了单级、两级磁脉冲压缩系统。单级磁脉冲压缩系统在110Ω纯阻性负载两端输出脉冲幅值约20kV,下降时间40ns,脉冲宽度(半高宽)70ns,最高重复频率可达500Hz;两级磁脉冲压缩系统在265ΩNaCl溶液无感电阻负载两端输出脉冲幅值35kV,上升时间20ns,脉冲宽度(半高宽)70ns。     

磁脉冲压缩系统实验研究

介绍了一种没有附加磁心复位电路的磁脉冲压缩网络,并设计研制了单级、两级磁脉冲压缩系统。单级磁脉冲压缩系统在110Q纯阻性负载两端输出脉冲幅值约20kV,下降时间40ns,脉冲宽度（半高宽）70ns,最高重复频率可达500Hz;两级磁脉冲压缩系统在265QNaCI溶液无感电阻负载两端输出脉冲幅值35kV,上升时间20ns,脉冲宽度（半高宽）70ns。     

非晶纳米晶软磁合金退火工艺研究进展

非晶纳米晶软磁合金具有绿色节能、成本低廉等诸多优势,已成为战略性新材料领域的研究热点之一。重点概述Fe基非晶纳米晶软磁合金的退火工艺,包括热致晶化、电/磁致晶化、热等静压晶化及薄带连续晶化工艺的新进展。     

组分调控对铁基非晶软磁合金耐蚀性能的影响

在恶劣的环境中,铁基非晶软磁合金会发生腐蚀,进而影响其功用,而元素成分调控是改善其耐蚀性最直接有效的手段。Cr的引入可在非晶软磁合金表面形成铬氧化膜而抑制腐蚀;Nb的存在可导致软磁合金表面形成n型半导体型Nb氧化膜,且与基体元素间存在协同耐蚀效应;Ni可使软磁合金出现显著自发钝化特性;Si可形成硅酸盐钝化膜,拓宽稳定钝化范围;P则促进合金成分均匀性,形成更均匀更稳定磷铁化合物钝化层,且可加快非晶表面的活性溶解,加速表面特定成分的氧化膜形成。Mo可促进含Cr非晶软磁合金表面膜Cr富集,加速Cr氢氧化物钝化膜的形成;Cu可增加Fe的析出,抑制非铁磁性相的形成,降低合金平均晶粒尺寸而提高耐蚀性。此外,在铁基非晶软磁合金中同时引入多种元素时,这些元素会互相作用,进而协同影响软磁合金的耐蚀性能。     

磁脉冲压缩系统元件参数及电路仿真

应用Pspice电路分析软件,对单级磁脉冲压缩系统在纯电阻负载(400Ω)情况下的压缩过程进行比较全面、准确的模拟,其中磁开关的模型基于微秒脉冲激励下的磁芯B-H曲线。当负载为400Ω时,Pspice模拟结果揭示了饱和变压器PT和磁开关MS1的磁芯所需的饱和时间分别为4μs和400 ns,输出的负极性脉冲峰值-55 kV,半高宽为100 ns,下降沿为50 ns,实验结果很好地验证了这一结论。     

水雾化法制备的Fe-Si-B-Nb(-C)铁基非晶软磁合金粉末的性能

采用水雾化法制备了Fe_(75)Si_(8.4)B_(12.6)Nb_4及Fe_(75)Si_(8.4)B_(12.6)Nb_2C_2两种铁基非晶软磁合金粉末。通过XRD、DSC、SEM及VSM等研究了C添加对Fe-Si-B-Nb非晶合金的相结构、非晶形成能力、粉末颗粒的形貌及粒度分布以及软磁性能的影响。结果表明,C元素的添加虽然在一定程度上削弱了合金的非晶形成能力,但仍然能通过水雾化制备出非晶态合金粉末,且粉末形貌得到改善,粒度分布亦趋于合理。同时,添加C元素后,Fe_(75)Si_(8.4)B_(12.6)Nb_4及Fe_(75)Si_(8.4)B_(12.6)Nb_2C_2合金的饱和磁化强度及矫顽力分别为136.71 A·m2/kg、79.04A/m,较Fe75Si8.4B12.6Nb4合金的软磁性能得到大幅度提高。     

无磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的研制

为减小磁开关的体积、提高磁脉冲压缩的能量传递效率和频率,分析了基于省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的工作原理,结合磁开关的工作特性,设计出一种新型的单级磁脉冲压缩拓扑结构,它省去了磁芯复位电路且结构上更加简单、紧凑;并详细介绍了磁脉冲压缩装置的工作原理,通过理论计算给出了此装置关键元件的参数;最后结合理论分析,实验研究了两种特性的磁脉冲压缩装置的不同特性;两种装置可以分别输出幅值为4.8kV、脉冲上升沿0.5μs和幅值为3.6kV、脉冲上升沿10μs的脉冲电压波形;实验结果分析表明:由于磁开关的特性,可使主回路气体开关实现零电流开通,有效减小了气体间隙的损耗,有利于提高气体开关的工作频率。     

电炮用磁通压缩脉冲直线发电机的数学模型

电炮用磁通压缩脉冲直线电机是一种理想的电炮电源,但它的研究尚不成熟。该文首次建立了描述该发电机工作过程的系统的数学模型,为它的成功研制提供了理论依据。该数学模型由电磁学模型和力学模型组成。电磁学模型由电路方程组、一维电磁场和温度场扩散方程组、动态电感方程、动态电阻方和磁通损耗方程构成,而力学模型由电枢运动方程组和二维均相流体力学方程组构成。     

基于可控超导储能的波动负载补偿

提出了一种应用可控超导储能(SMES)装置对波动负载进行补偿的方法。它可以使电网输入的有功功率保持恒定,同时对负载的无功功率进行补偿以提高功率因数。为了有效地进行功率控制,SMES装置的变流器采用电流源型的拓扑结构并与负载并联连接,同时采用闭环控制方法以提高系统的动态性能。为减小交流电流谐波成分,采用了优化脉宽调制开关策略。最后给出了一套20kJ／15kW SMES装置的仿真和实验结果。     

旋转电弧开关及其电弧运动速度特性

为满足脉冲功率技术对闭合开关高电压、大电流、高电荷转移量、电极烧蚀小、寿命长的要求,设计了一种轴向磁场控制的旋转电弧开关。利用有限元软件分析开关间隙中驱弧磁场的位形及大小,得到间隙中磁感应强度与开关结构参数及电流大小的关系。采用B-dot探针测量电弧的旋转速度。实验电源为时序放电回路,在开关上得到近似梯形状的电流波形,实验中电流为18～72 kA,磁感应强度为0.104～0.628 T。通过改变上下线圈的匝数,得到在不同驱弧磁场下电弧的运动速度,并与其他旋转电弧开关的运动速度进行比较。对实验数据进行拟合,可知电弧运动速度与间隙中的轴向磁感应强度大小成指数关系。该关系表明,所设计的开关中,电弧运动速度可以由间隙中的驱弧磁场惟一确定,这与外部磁场驱弧方式相比有很大的区别。     

基于RSD开关的脉冲放电主回路

运用RLC 电路脉冲产生原理设计出一种以反向导通双晶复合晶体管(Reversely Switching Dynistor,简称RSD)作为开关的脉冲放电主回路。基于RSD 开通的预充要求,引入磁开关作为主回路和触发回路的延迟隔离器。根据磁开关饱和时间τ和饱和电感Ls的综合要求,讨论了磁开关磁性材料的选取,重点设计了体积参数,分析了 s杂散电容、电感对放电回路的不利影响,分别给出两者的估算方法及减小措施。试验连线长60cm ,磁开关采用环形结构,磁芯材料为铁基非晶合金磁芯,其内径为60m m ,外径为120m m ,高为30m m 。经过多次放电试验,得到下述结果:①改善回路杂散电容及电感后,放电电流波形明显光滑;②磁开关绕线匝数决定了隔离时间并改变了回路总电感;③不同负载电阻的放电波形符合RLC 放电规律。试验结果验证了电路参数设计的合理性。该放电回路适合RSD 的测试及其脉冲功率电源。     

A switch‐utilization‐improved switched‐inductor switched‐capacitor converter with adapting stage number

A novel closed‐loop switched‐inductor switched‐capacitor converter (SISCC) is proposed by using the pulse‐width‐modulation (PWM) compensation for the step‐up DC–DC conversion/regulation, and together by combining the adaptive‐stage‐number (ASN), control for the higher switch utilization and wider supply voltage range. The power part of SISCC is composed of two cascaded sub‐circuits, including (i) a serial‐parallel switched‐capacitor circuit with n_c pumping capacitors and (ii) a switched‐inductor booster with m_c resonant capacitors, so as to obtain the high step‐up gain of (n_c + 1) × m_c /(1 ? D) at most, where D is the duty cycle of PWM adopted to enhance output regulation as well as robustness to source/loading variation. Besides, the ASN control is presented with adapting the stage number n (n = 0, 1, 2, …, n_c) of pumping capacitors to obtain a flexible gain of (n + 1) × m_c /(1 ? D), and further in order to make the SISCC operating at a properly small duty cycle for improving switch utilization and/or supply voltage range. Some theoretical analysis and control design include formulation, steady‐state analysis, ASN‐based conversion ratio, efficiency, output ripple, stability, inductance and capacitance selection, and control design. Finally, the performance of this scheme is verified experimentally on an ASN‐based SISCC prototype, and all results are illustrated to show the efficacy of this scheme. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.