基于响应面法的瞬变电磁法聚焦线圈优化设计

针对瞬变电磁法激励线圈参数开展研究,根据磁感应强度矢量叠加原理,设计几种结构简单具有聚焦特性的激励线圈结构,通过比较聚焦效果、互感大小及制做难度等综合考虑择优选出（矩形面阵列）,通过响应面法对具有磁聚焦特性的线圈进行参数优化,然后利用电磁仿真软件进行模拟仿真,与传统单线圈进行对比,该激励线圈使磁场的主要能量聚焦在半径小于0．3m,且该目标区域内磁感应强度增强了33％,为下一步实际应用奠定基础,改变矩形阵列的重合面积实现不同埋深的磁聚焦,良好的聚焦效果提高瞬变电磁法的局部缺陷检出率,实现并行和重叠埋地金属管道剩余壁厚的精确检测。     

空气振动自动测试矫顽力计

空气振动轿顽力计，是以感应法为基础，在开磁路中测量软磁材料和软磁零件桥顽力的仪表。多年以来，软磁材料矫顽力的测量，都是以测量标准样件来代替各种形状软磁零件的检测方法。针对继电器各种软磁零件需要直接测试矫顽力的问题，研制成计算机控制全自动测试系统，并采用空气振动线圈传感器作为零磁通检测系统。灵敏度比磁通门磁强计高两个数量级（1012T）。解决了不用制作标准试样，可直接准确、快速测试各种软磁零件的问题。     

采用复式激励的新型远场涡流探头

传统的远场涡流探头其信号幅度低。长度长、检测扫描速度低和激励功率大等突出弱点限制了它的开发应用。远场涡流现象机理研究的新发展，给新型探头的设计与改进提供了理论依据。在激励线圈和检测线圈之间增加一个辅助激励线圈，改变了激励线圈附近的能量流分布规律，是实现向激励线圈移近“二次穿透”区的有效方法。计算和实验都表明复式激励远场涡流探头极大地改善了探头特性。     

大功率磁性技术发展回顾与分析:(二)变压器

综合评述了大功率磁性技术中变压器的发展。具体分为以下几部分内容:(1)软磁器件的分类、对软磁器件的要求及软磁器件的发展过程;(2)电源变压器的参数和设计程序(涉及磁芯材料、磁芯结构、磁芯参数、线圈参数、组装结构和温升校核);(3)软磁磁芯及其结构特点,包括硅钢磁芯、非晶纳米晶磁芯、高磁导率坡莫合金磁芯、软磁铁氧体磁芯、磁粉芯和复合磁芯、集成磁芯及正交磁芯。(4)工频变压器,包括整流变压器、交流调压器和电源变压器、工频逆变变压器、控制电源变压器及铁基非晶合金在工频变压器中的应用,(5)中频电源变压器,包括400 Hz~2 kHz中频电源变压器和1~10 kHz感应加热电源变压器。(6)高频电源变压器,包括磁通单方向变化工作模式、脉冲变压器工作模式和磁通双方向变化工作模式及磁芯材料选择。。     

软磁复合材料的三维磁特性检测实验研究

传统的一维和二维测量方法不能全面解析磁性材料的磁特性,本文研究了一种新型的三维磁特性检测方法,能更好地理解磁化过程并准确分析材料磁心损耗特性。设计了三维磁特性测试装置并测量了软磁复合(SMC)材料在旋转励磁条件下的三维磁特性;详细分析了磁特性实验中新型B-H传感线圈的校准、补偿和B、H矢量的精确计算等问题;根据实验结果分析并讨论了三维磁滞特性和磁心损耗特性等。     

激光-仅线圈式 EMAT 的金属检测系统优化设计

在铝合金铸造和高温轧制过程中,采用非接触式无损检测技术实现在线监测与检测,对减小生产成本、保证生产线连续、提高产品成品率具有重要意义。首先,建立了以脉冲激光束激励和仅线圈式电磁超声换能器(EMAT)接收的铝合金Laser-EMAT检测过程有限元模型,分析了水膜表面约束机制以及硅钢聚磁结构对所激励的多模式超声波幅值的影响规律,研究了仅线圈式EMAT的励磁线圈和接收线圈的外径、内径、线径、层数等对超声波接收效率的影响;其次,开展了铝合金Laser-EMAT检测实验,验证了水膜表面约束机制、仅线圈式EMAT设计参数和硅钢聚磁结构对检测回波幅值的影响规律。研究结果表明,水膜表面约束下,采用硅钢材料作为励磁线圈的聚磁背板后,超声回波信号幅值增强了37.76%,信噪比增加了17.3 dB。在激光能量一定、光斑大小不变、励磁线圈外径为12.3 mm、内径为1.6 mm、线径为0.4 mm、层数为2层时,线圈阻抗与电路内阻一致,线圈获得的能量最多,其提供的径向偏置磁场最强。当接收线圈外径为14.1 mm、内径为1.7 mm、线径为0.26 mm时,超声波接收效率最佳。     

21世纪软磁铁氧体材料和元件发展趋势

综述了国内软磁铁氧体材料及器件的生产现状及应用。指出在其广播的应用领域内,软磁功率铁氧体材料将进一步向高频、高磁导率和低损耗发展。其产品如电感、线圈,向小型化片式化发展;电子变压器向小、轻、高效和表面贴装化发展。强调了21世纪的市场将以高档材料及元器件为主体。     

激励电流对脉冲涡流检测的影响研究

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,而后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明：当被测试件缺陷尺寸不同时,差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。     

软磁测试及分析系统设计

软磁材料制作的部件是诸多产品的核心部分,需测量以确定其性能和质量符合使用标准。本文介绍了一种以工业控制计算机为核心的软磁测试及分析系统,采用磁化软磁部件的方法,确定该材料的磁性能参数并绘制磁滞回线。该测试系统包括程控信号发生电路,主线圈功放电路,副线圈调理电路,数据采集模块和工业控制计算机,由C＋＋编写的软件可计算软磁材料的磁性能参数并绘制磁化曲线。实践证明,本测试系统测试操作简单,精度和稳定性高。     

基于磁轭结构的脉冲涡流热成像激励效果比较

针对目前脉冲涡流感应热成像无损检测中激励线圈加热不均匀、受提离影响大的问题,将导线缠绕在磁轭装置上加载电流,分析其激励效果。为确定线圈缠绕位置对激励效果的影响,比较了不同装置激励时裂纹两端和底部的涡流分布及温度分布。结果表明,引入磁轭装置后系统的能量传递效率得到很大提高,同时激励的不均匀性减弱。激励线圈均匀分布在磁轭装置横梁及两极靴时激励效果最好。利用最优激励模型对不同方向的裂纹进行检测,结果表明,铁磁材料表面各个方向角的裂纹都可以被检测到,非铁磁材料方向角较小的裂纹不能被检测到。根据试件表面最高温度随裂纹方向角增大而线性增加的特点可以识别裂纹的方向角。     

一种主从线圈励磁的永磁机构的优化分析

利用ANSOFT Maxwell 15.0软件对主从线圈励磁和双稳态的永磁机构进行仿真实验.实验表明,主从线圈励磁的永磁机构可改善双稳态永磁机构中存在的问题.对不同结构形式的主从线圈励磁的永磁操动机构进行仿真分析,得出比较优化的永磁结构.     

一种永磁操动机构真空断路器性能测试方法

针对配有永磁操动机构的真空断路器性能特点，介绍了性能测试的基本方法，即将激磁线圈的电压电流信号与触头信号结合起来的测试方法。并运用此方法对35kV配永磁操动机构真空断路器的触动时间、激磁电流和电压的大小、动触头弹跳时间的长短等进行了测试，验证了方法的可行性与实用性，为断路器的性能测试提供了有益参考。     

取向磁场在铁氧体多极磁环制造中的运用分析

针对径向多极取向磁场对烧结永磁铁氧体极异方性多极磁环的制造具有重要的影响,给出了两种径向多极取向磁场的产生原理与制作方法。在结合实践与实验的基础上,阐述了两种取向磁场的主要问题与运用规律,对于电励磁取向磁场,主要分析了脉冲电流个数的选择、对倒磁场的运用、线圈与极头宽度;对于永磁体取向磁场,主要分析了磁场磁中心偏移、磁体结构尺寸对取向磁场的影响。     

采用双磁路的电流互感器在线取电方法

针对目前应用较为广泛的电流互感器在线取电装置存在磁路易饱和、取电功率较小等问题,提出双磁路拓扑结构与谐振功率控制相结合的在线取电方法。在双磁路结构中,一个两半圆磁芯安装于输电线路上,通过二次侧接入电容使磁路中的励磁电感与电容发生并联谐振,增大该磁路阻抗值,从而控制线路上的电流更多流入双磁路另一磁路线圈,并通过该磁路实现内部阻抗与外部负载值匹配,获取最大功率。基于该取电方法,提出调整谐振电容的磁芯防饱和方法,使取电装置维持高取电功率的同时正常工作。采用Maxwell与Simplorer的联合仿真验证了该取电方法的正确性和线路谐波情况下的适用性。初步搭建的取电装置实验表明,双磁路取电功率满足高压输电线路监测设备需求。     

电力变压器磁屏蔽模型涡流场和损耗的计算与测量

大型电力变压器铁磁结构件中产生的电磁损耗会导致局部过热并使相关的绝缘部件受到损害,进而危及整个变压器的正常运行,对面向工程的国际TEAM(Testing Electromagnetic Analysis Methods)Problem 21的磁屏蔽基准模型的涡流场和损耗进行了计算和试验测量研究,考虑了模型中铁磁材料的非线性、各向异性及磁滞等特性,提出了用于分离激励线圈电阻损耗和涡流损耗的测量方法(漏磁通补偿线圈测量装置),并用MagNet软件进行了数值计算.基准模型的计算和测量结果相吻合,验证了计算方法和软件的有效性.     

Circuit and Coil Design for In-Vitro Magnetic Neural Stimulation Systems

Magnetic stimulation of neural tissue is an attractive technology because neural excitation may be affected without requiring implantation of electrodes. Pulsed discharge circuits are typically implemented for clinical magnetic stimulation systems. However, pulsed discharge systems can confound in-vitro experimentation. As an alternative to pulsed discharge circuits, we present a circuit to deliver asymmetric current pulses for generation of the magnetic field. We scaled the system down by using ferrite cores for the excitation coil. The scaled system allows observation using electrophysiological techniques and preparations not commonly used for investigation of magnetic stimulation. The design was refined using a comprehensive set of design equations. Circuit modeling and simulation demonstrate that the proposed system is effective for stimulating neural tissue with electric-field gradients generated by time-varying magnetic fields. System performance is verified through electrical test.     

高压真空断路器的一种新的永磁操作机构结构设计

提出了分闸侧采用盆型结构的四线圈双稳态永磁操作机构结构概念,并为这种永磁操作机构设计了控制回路,使永磁操作机构能为高电压等级真空断路器提供更好的分、合闸驱动特性,以充分发挥真空灭弧室高寿命、高可靠性的优点。     

大开距纵磁结构触头磁场特性的数值分析

通过分析几种用于中压真空灭弧室中的触头结构,探讨了将它们应用在高压真空灭弧室中的可能性。并用有限元的方法对单极线圈式和杯状纵向磁场触 头结构在大开距条件下的磁场特性进行了仿真计算。采用改变部分触头结构参数的方法来优化磁场分布,在分析计算结果的基础上探讨了将它们应用于高压真空灭弧室中的可行性。结果表明,在大开距条件下即使经过优化,1/3匝线圈式纵磁触头结构和杯状纵磁触头结构所产生的磁场也不足以控制真空电弧,而1/2匝线圈式纵磁触头有较强的纵向磁场,适合于大电流的开断。