Q＆A真空双折射实验原型磁体的设计与制作

本文主要介绍用于Q＆A真空双折射实验的600mm长原型转动永久磁体的设计与制作。该永久磁体采用高性能材料,运用聚磁技术等手段,有效提高了磁场强度,最终在2 7cm气隙中,磁场达到2 3T。磁体端部的磁屏与端轴融合,有效屏蔽了漏磁,减轻了磁体重量,并通过了620rpm的转动测试。该磁体设计制造的成功为最终长度为5m磁体的制造奠定了基础。     

高梯度磁分离样品试验装置用超导磁体

本文介绍用于高梯度磁分离样品试验装置的超导磁体的设计、制造和实验工作。实验结果表明,该磁体可在5.45T磁场下运行,基本上满足了磁分离样品试验的要求。     

磁致冷永磁高强磁场的仿真及其优化

室温磁致冷是一种绿色环保技术,有着巨大的发展潜力,而磁致冷机的工作效率主要取决于磁场大小和均匀度,因此磁路设计就显得尤为重要。本文首先介绍了磁路设计的磁路定理和有限元模拟方法,然后用有限元软件Ansys的APDL参数化编程技术对磁制冷样机中的磁体进行了模拟仿真,并对磁体的结构进行了优化设计。结果表明制造加工的磁体重量下降了一半,大大节约了制造成本。在制造过程中产生的应力和磁极表面的平整度对磁场的分布和大小都会产生较大影响。     

直线型Halbach磁体和导体板构成的电动式磁悬浮系统的分析及实验

永磁和导体板构成的电动式悬浮系统轨道是导体板,磁体使用直线型Halbach型磁体,该系统悬浮力和磁阻力是导体板上产生的涡流和磁体的相互作用的结果.本文建立简化的二维模型,研究该悬浮系统的动态特性,从电磁场方程出发完备求解微分方程,推导悬浮力、磁阻力和浮阻比的解析表达式,并且和Ansoft计算结果以及实验结果进行对照.结果表明电动式悬浮系统二维分析模型是合理的,实验装置的设计制造也是合理的,这些对进一步研究电动式磁悬浮技术是很必要的.     

35 kJ/7 kW直接冷却高温超导磁储能系统

介绍了直接冷却高温超导磁储能(SMES)系统(35kJ/7 kW)的总体结构和基本试验结果.该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成.实验结果表明,通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20 K以下;储能磁体的直流临界电流达到150 A,临界储能量84 kJ,磁体中心场强4.5 T;监控系统和变流器能控制SMES与系统快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换;在电力系统动态模拟实验中,SMES能有效抑制电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡.     

稀土磁体取向压制成型永久磁路的结构与特点

取向成型是烧结和粘结磁体的一道重要工序,对最终磁体的性能有直接影响。针对常规电磁铁取向成型磁路的不足和缺陷,开发了取向成型永久磁路的新方法,该方法利用永久磁路提供取向磁场和退磁磁场,可用于辐射取向、平行取向和垂直取向稀土磁体产品的压制成型,实现稀土永磁体的直接压制成型。具有结构简单、降低成本、节能、压制周期短、有利于自动化生产等一系列优点。     

高场强永磁磁滤器的设计

磁滤器是一种用于弱磁性粉体矿物分选的小型磁选机,其磁系是磁滤器的关键部件,针对国内外磁系磁路设计中的问题,研制了一种磁路独特的永磁磁滤器.把不同结构的轴向磁化和径向磁化的多块NdFeB磁体组合实现聚磁,以轴向充磁环形磁体内径构建分选空间,同时获得了较大的分选空间和高磁场强度.设计了多面挤压装配夹具及装配工艺.在直径29.2mm分选空间上测得最高场强可达1.3T;Magnet数值仿真证明磁滤器磁路设计达到了设计要求,对极弱磁性煤系黄铁矿粉体的直接分选实验表明,该磁滤器用于分选弱磁性粉体效果显著.     

考虑磁体动态特性的高温超导磁储能磁体设计

超导磁体是超导磁储能系统（SMES）的核心部件,其优化设计可以提高SMES的经济性和运行性能。提出了一种考虑磁体动态特性的高温超导磁储能磁体设计方法,该方法以有限元方法为基础,选取遗传算法作为优化工具,对高温超导磁体的内径、单饼匝数和双饼个数进行了优化。该方法将超导磁体的优化分为了两个部分,一次优化以磁体的用线量为优化目标,二次优化将交流损耗低为优化目标。最后用此方法对储能容量为150 kJ的高温超导磁储能磁体进行了优化设计,经过两次优化后的150 kJ磁体方案兼具低用线量和低交流损耗的优点。     

磁通可控永磁同步电动机的磁化

提出一种调速机理异于常规永磁同步电动机的新型电动机--可控磁通永磁同步电动机.在需要调速时,通过定子绕组施加一定强度的直轴电流脉冲对磁体进行去磁或充磁,在正常运行时采用i_d=0的控制策略,而独特的转子结构保证交轴磁动势不对磁体的磁化状态产生影响.由于确定磁体磁化后的最终状态是调磁变速分析的关键,本文建立了包括初始磁化和反复磁化两种情况下的磁化分析模型,扩展了现有的磁化比率曲线.将局部磁滞回线预测模型与磁体的磁化模型相结合,建立了永磁体的磁化状态计算方法.依据该计算模型,计算了不同磁化电流下的气隙磁通密度及相应的电动势波形.样机的实验结果与有限元计算结果较为吻合,证明了该电动机实现磁通可调的可行性和磁化模型的正确性.     

可见光磁光隔离器的磁路设计与模拟

设计了几种用于可见光磁光隔离器的永磁磁路。将隔离器磁体截面设计为不同磁化方向磁体的组合。由于截面各部分磁体磁化方向的不同,分别构成直线型、π型和T型磁路。用Ansys有限元软件对这些磁路进行了磁场模拟,基于磁场分布模拟,可以选择可见光磁光隔离器所需的最佳磁路。并且得到了磁场分布的详细数值结果,为磁光隔离器的设计与制作提供了理论依据。