微型射频离子推力器放电等离子体全局模型仿真研究

微型射频离子推力器具有结构简单、工作寿命长、推力动态范围大、性能调节响应灵敏等特点,是国际微电推进领域的研究热点之一.射频离子推力器电离室内的感性耦合放电等离子体特性和推力器的性能密切相关.该文建立了多软件联合仿真的射频离子推力器放电等离子体全局模型,对所设计放电室内径为40mm的微型射频离子推力器开展了包含电磁场、温度场、电路、等离子体化学反应的多物理场耦合仿真分析,并研究了等离子体放电特征参数及推力器性能参数随输入功率、屏栅电势、工质流量及射频频率等因素的变化规律.结果表明,所建立的全局模型计算结果与实验数据吻合良好,输入功率、屏栅电势、工质流量是调节微型射频离子推力器性能的主要因素,该研究为综合调控微型射频离子推力器的工作性能奠定了良好基础.     

40 cm离子推力器设计与性能测试

针对我国木星探测、小行星采样返回等深空探测任务对大功率电推进系统的应用需求,开展了大功率离子推力器研究。通过采用四极环形磁钢会切场放电室、束流直径为40 cm的三栅极离子光学系统、石墨顶触持极六硼化镧空心阴极、耐高温磁钢等先进技术和材料完成了大功率40 cm离子推力器原理样机的研制。试验测试了40cm离子推力器原理样机放电损耗、工质利用率、加速栅电流、减速栅电流等工作参数和束流平直度、推力、比冲、效率等性能指标,试验结果显示:该样机在6.94 kW功率下,推力232 mN,比冲4 367 s,效率71%,束流平直度0.72。     

当今的永磁材料及大型永磁风力发电机

1．永磁材料永磁材料是一种矫顽力在8kA／m以上,剩磁稳定,当受外界磁场干扰时几乎不发生变化的硬磁材料。近年来对这种材料的开发很快,现有铝镍钴、铁氧体和稀土永磁体三大类。稀土永磁体又有第一代钐钴1,第二代钐钴2:17和第三代钕铁硼,它们的中等水平性能比较如表1所述。     

永磁体稳定性问题续谈

永磁体的稳定性,是永磁体的重要性能参数之一。研究永磁体稳定性,在永磁体的应用设计方面具有重要意义。目前对一些新型永磁材料稳定性的研究还刚刚开始。我们曾经概略的介绍永磁体的温度稳定性,现在再谈一点,供有关方面参考。铁铬钴系可变形永磁合金,是新出现的一种永磁材料,它的特点是机械性能良好,可冷热轧,可以加工成板材、片材、棒材、丝材以及其它任意形状的元件。其基本磁性能接近或     

当今的永磁材料及大型永磁风力发电机

永磁材料是一种矫顽为在8kA／m以上，剩磁稳定，当受外界磁场干扰时几乎不发生变化的硬磁材料。近年来对这种材料的研制开发很快，现有铝镍钴、铁氧体和稀土永磁体三大类。稀土永磁体又有第一代钐钴1：5，第二代角钴2：17和第三代钕铁硼。它们的性能比较如表1所示。     

X波段YIG调谐耿氏振荡器设计

本文概述了YIG调谐耿氏振荡器的工作原理和等效电路分析,着重介绍了为提高振荡器的性能、新近采用的双节变换器、锥形铁芯磁路、以及钐镨钴永磁同YIG小球温度系数互为补偿的设计原则和研究结果。可供今后同类型的器件设计参考。     

一种新型转子结构的内置式永磁同步电机优化设计

提出一种新型转子结构的内置式永磁同步电机。在转子永磁体材料用量相同的前提下,该结构所采用的阶梯形永磁体结构能够有效地改善气隙磁密波形,从而提高电机性能。为了得到阶梯形永磁体结构的设计参数,首先建立新型转子结构电机的磁路模型,以气隙磁密基波和谐波畸变率为目标函数,得到了转子永磁体的初始设计参数。为了提高参数的准确度,采用田口方法对该初始设计参数进行了优化,进一步提高了电机性能。最后,将该阶梯形永磁体结构的电机与传统一字形永磁体结构的电机进行了仿真性能对比。     

基于弓张式GMM发音振子的磁路设计及分析

为优化超磁致伸缩发音振子的电磁性能,通过建立振子磁路模型,推导得到了磁路内磁场强度的表达式;通过分析和设计发音振子电磁结构,确定了驱动线圈的线径、匝数和永磁体的剩磁等磁学参数;通过有限元仿真,分析了弓张结构采用不同材料时振子内部磁场的分布情况,表明当采用弹簧钢材料时能满足内部磁场强度和均匀性的要求;通过制作试验样机并测试棒料边缘处的磁场强度,验证了仿真和理论结果的可靠性。最终结果表明,理论和仿真模型能在一定程度上反映磁路元件磁学参数和材料属性对内部磁场的影响,对发音振子的磁路设计具有一定的指导意义。     

混合动力汽车ISG用混合永磁同步电机转子研究

设计了一款混合动力汽车集成式起动发电机(ISG),用钕铁硼和铁氧体混合永磁的永磁同步电机(PMSM)。分析了两种永磁体的结构参数对电机磁路的影响规律,推导了钕铁硼和铁氧体并联磁路的约束条件;以铁氧体的不可逆退磁量和电机的基本性能为优化目标,通过场-路结合的方法,确定了钕铁硼和铁氧体的结构参数;并与传统的钕铁硼PMSM在电机性能和永磁体成本等方面进行了比较分析。研究结果表明,所提出的ISG混合永磁电机能有效地减少永磁体材料成本和铁氧体退磁风险,电机性能达到了设计要求。     

基于田口法的内置式双层永磁体转子结构的设计与优化

采用多层永磁体转子结构的内置式永磁同步电机具有较大的凸极比,可以充分利用转子的磁阻转矩,在电动汽车等领域得到了越来越广泛的应用。内置式多层永磁体转子结构的参数较多,组合灵活,其设计和优化是电机设计的一个难题。本文针对某180kW调速永磁同步电机的转子设计,选用"V一"型双层永磁体转子结构,引入田口法,选取合适的磁路参数和目标优化参数,建立田口实验正交表,然后利用有限元方法分析不同磁路参数组合下的电机性能。在此基础上,评估各磁路参数对各目标优化参数的影响,进而确定了转子结构方案。本方法对双层永磁体转子结构设计具有一定的指导意义。     

纳米交换耦合稀土永磁材料研究进展

纳米交换耦合稀土永磁材料是纳米尺度的软磁相和永磁相依靠交换耦合作用来提高永磁性能的未来磁体,是一种人工设计的材料,为稀土永磁材料提供了新的研究方向。从理论上,通过纳米交换耦合可以突破原有稀土永磁材料的最大磁能积极限值,有希望开创新的思维方式——从制备途径来研究第四代稀土永磁材料,而不是延续前三代从化学组成上进行探索。20世纪90年代,研究人员提出了纳米交换耦合稀土永磁材料的概念,到21世纪研究人员分别对SmCo5/α-Fe、Nd2Fe14B/Fe67Co33、SmCo7/FeCo、(SmCo+FeCo)/Nd2Fe14B等纳米交换耦合永磁材料进行了研究。通过新的制备工艺可突破原有稀土永磁材料性能的理论极限值,最大磁能积得到大幅度提高,为稀土永磁材料的高性能化提供了一个新的途径。     

旋转式室温磁制冷机用高场强永磁磁路的设计

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,除了需要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.传统方法设计的永磁磁路很难得到较高的场强.本文在中空圆柱型磁场源(hollow cylindrical flux source)的基础上,通过改进磁路结构设计出了用于旋转式室温磁制冷机的高场强永磁磁路,用有限元法计算了磁场分布,磁路工作气隙中心的场强达1.96T.     

基于稀土永磁同步电动机起动特性研究转子磁路结构设计

稀土永磁同步电动机由于转子磁路结构不对称产生的凸极效应转矩和永磁体产生的发电机制动转矩,影响起动过程的性能,严重情况下致使无法牵入同步运行。本文基于稀土永磁同步电动机起动过程特性的理论分析,结合典型规格样机参数与性能的计算值和起动过程的电磁转矩的实测曲线,阐述d、q轴电抗对起动过程性能的影响,研究永磁同步电动机转子磁路结构设计。     

磁性材料在永磁饱和型故障限流器中的应用

首先介绍了永磁饱和型FCL的基本结构和工作原理,指出永磁体和软磁铁心材料的选择至为重要.通过综合比较分析多种永磁和软磁材料的磁性能、力学性能和经济性,提出了磁性材料的选择原则:高压大容量FCL可选择钕铁硼或稀土钻作为永磁体的待选材料,小容量FCL则考虑使用永磁铁氧体;铁硅合金和非晶态合金可作为软磁铁心的待选材料.磁性材料的温升效应、永磁体磁后效现象以及磁性材料工作点的优化配合等,是亟待研究的关键技术问题.     

一种新型的真空断路器控制电路的设计

ABB公司于1997年研制的永磁机构真空断路器,其永磁机构采用双稳态双线圈结构。而鞍山科技大学采用自行研制的双稳态单线圈结构,这种结构更为简捷、可靠性更高。自行设计的控制电路解决了单线圈永磁机构的分、合闸控制问题。通过计算机仿真和物理实验的对比,验证了设计的正确性。     

智能型永磁机构真空断路器的研制

在引进、消化吸收的基础上,经改进、创新和优化设计,开发了具有自主知识产权的智能型永磁机构真空断路器。介绍了其工作原理、结构及特点,给出了双稳态永磁操作机构简图及主要技术参数。试验结果表明,产品达到了IEC298和GB1984高压交流断路器标准要求,其成本只占改进前产品的60％,体积更小,可靠性更高,可实现遥测、遥信、遥控等功能。     

2kW直驱式永磁同步风力发电机设计与仿真

针对现有永磁风力发电机结构存在的不足,分析设计了一种新型直驱式永磁同步风力发电机。应用磁路法对电机进行了电磁设计,初步确定了电机的主要尺寸参数;采用有限元数值方法分析了其空载和负载情况下的磁场分布规律,获得了永磁同步发电机的电磁特性,验证了电磁设计的正确性。     

Cu和Cr缓冲层对SmCo_5薄膜微观结构和磁性能的影响

利用新型AE(Advanced Energy)脉冲电源采取共溅射的方式在Si片上制备不同结构的Cr/SmCo_5/Cr和Cu/SmCo_5/Cr薄膜,并分别研究Cu和Cr缓冲层对SmCo_5薄膜磁性能和微观结构的影响。以Cu作为缓冲层时,在优于2×10―5Pa的真空环境下通过对样品在650℃退火60min,可以获得较良好的硬磁性能,垂直膜面的矫顽力可以达到1308Oe。以Cr作为缓冲层时,在低于2×10~(-5)Pa的真空环境中,且在650℃退火60min便制备出样品。随后分别改变Cr缓冲层的厚度和SmCo_5的厚度并观察其对Cr/SmCo_5/Cr的磁性能的影响。     

永磁电磁混合磁浮列车的永磁磁场仿真

磁浮列车的结构参数、磁场分布关系到磁体斥力、效率和可靠性,因此有必要对磁体的整体结构分布、磁极数、磁体厚度、气隙等参数及其构成的磁场进行深入研究。基于磁路设计的基本原理,本文采用MATLAB、ANSYS软件,探讨永磁悬浮电磁导向磁浮列车的磁场分布及其大小的影响因素,分别研究永磁场的二维平面分布和三维立体分布,通过磁场分析、建模,对其磁场进行数值计算。结果表明,采用本文数值仿真方法计算的气隙内磁感应强度及其磁力线分布,为最终确定磁浮列车的稳定悬浮间隙大小提供重要数据。     

ZN72-40.5/D型真空断路器

通常,真空断路器的负载特性与永磁操动机构出力特性具有完美的匹配。笔者介绍了配用永磁机构的ZN72-40.5/D型真空断路器,其性能优越,可靠性高,具有良好的应用前景。